FR3104752A1 - Electrical control device for controlling at least one function of a motor vehicle component - Google Patents
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Abstract
Dispositif de commande électrique pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile L’invention concerne un dispositif (1) de commande comportant une base fixe (200), une partie mobile (25) liée à la base (200) par un élément élastique (65) pour déplacer la partie mobile (25) suivant un premier et un deuxième axes (X, Y), le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend un premier capteur capacitif (81) comportant une paire d’électrodes (51,71) disposées parallèlement au premier axe, l’une desdites électrodes (51) étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode (71) étant solidaire de la base fixe, le premier capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le deuxième axe (Y) et en ce que le dispositif comprend un deuxième capteur capacitif (82) comportant une paire d’électrodes (52, 72) disposées parallèlement au deuxième axe, l’une desdites électrodes (52) étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode (72) étant solidaire de la base fixe, le deuxième capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le premier axe (X). Figure pour l’abrégé : Fig. 2Electrical control device for controlling at least one function of a motor vehicle component The invention relates to a control device (1) comprising a fixed base (200), a movable part (25) linked to the base ( 200) by an elastic element (65) for moving the movable part (25) along a first and a second axis (X, Y), the device being characterized in that it comprises a first capacitive sensor (81) comprising a pair electrodes (51, 71) arranged parallel to the first axis, one of said electrodes (51) being integral with the movable part and the other electrode (71) being integral with the fixed base, the first capacitive sensor being configured to detecting movements of the movable part along the second axis (Y) and in that the device comprises a second capacitive sensor (82) comprising a pair of electrodes (52, 72) arranged parallel to the second axis, one of said electrodes (52) being integral with the moving part and the other electrode (72) being integral with the fixed base, the second capacitive sensor being configured to detect movements of the mobile part along the first axis (X). Figure for the abstract: Fig. 2
Description
Le domaine de la présente invention concerne les commandes électriques pour véhicule automobile, telles que pour l’ouverture et/ou la fermeture d’un ouvrant ou les commandes d’un mécanisme de lève-vitre.The field of the present invention relates to electric controls for motor vehicles, such as for the opening and/or closing of an opening or the controls of a window mechanism.
Certains modules de commande électrique pour véhicule automobile comprennent une manette de commande actionnable en basculement ou en pivotement autour d’un axe de rotation, notamment pour la commande d’un ouvrant ou un lève-vitre de véhicule automobile. Lors d’un basculement de la manette de commande, généralement généré intentionnellement par l’utilisateur, des commutateurs électriques intégrés dans un système d’actionnement des mécanismes de lève-vitre sont alors déplacés afin de fermer les circuits électromécaniques déclencheurs des fonctions d’ouverture et de fermeture des vitres. Toutefois, du fait des pièces en mouvement, des problèmes d’étanchéité et de corrosion peuvent se poser par exemple si par inadvertance de l’eau est projetée sur le module.Certain electric control modules for a motor vehicle comprise a control lever operable by tilting or pivoting around an axis of rotation, in particular for controlling an opening or a window regulator of a motor vehicle. When the control stalk is tilted, generally generated intentionally by the user, electrical switches integrated in a system for actuating the window lift mechanisms are then moved in order to close the electromechanical circuits triggering the opening functions and closing the windows. However, due to moving parts, sealing and corrosion problems may arise, for example if water is inadvertently projected onto the module.
Afin d’apporter des solutions répondant aux exigences de sécurité tout en assurant un niveau de confort satisfaisant pour les utilisateurs des véhicules automobiles, un grand nombre de caractéristiques techniques de ces véhicules automobiles ont fait l’objet d’adaptations pour combiner les évolutions des technologies avec les exigences liées à la pratique de la conduite.In order to provide solutions that meet safety requirements while ensuring a satisfactory level of comfort for users of motor vehicles, a large number of technical characteristics of these motor vehicles have been adapted to combine developments in technologies with the requirements related to driving practice.
Pour ne citer qu’un exemple parmi d’autres, l’intégration d’interfaces tactiles dans les habitacles a permis de compléter, voire de remplacer les commandes électromécaniques. Les interfaces tactiles ont pour avantage de permettre une démultiplication des commandes sans pour autant occuper plus de place sur un tableau de bord ou tout autre endroit du véhicule automobile. Ainsi les commandes initialement contrôlées par des boutons poussoir unidirectionnels ou des manettes actionnables en basculement ont été remplacées par des interfaces tactiles répondant à une multitude de stimulations, notamment à forces multidirectionnelles ou des pressions exercées simultanément suivant plusieurs axes d’appui, contrairement aux boutons poussoirs pour lequel il n’existe qu’un seul axe d’appui. De telles interfaces tactiles sont généralement configurées pour déclencher une commande spécifique lors de la détection d’un contact ou d’un appui, exercé par exemple par un stylet ou un doigt d’un utilisateur sur l’interface tactile.To cite just one example among many, the integration of tactile interfaces in the passenger compartments has made it possible to supplement or even replace electromechanical controls. Tactile interfaces have the advantage of allowing a multiplication of commands without occupying more space on a dashboard or any other place of the motor vehicle. Thus the commands initially controlled by unidirectional push buttons or rocker-operated joysticks have been replaced by tactile interfaces responding to a multitude of stimuli, in particular multidirectional forces or pressures exerted simultaneously along several axes of support, unlike push buttons. for which there is only one axis of support. Such touch interfaces are generally configured to trigger a specific command upon detection of a contact or a press, exerted for example by a stylus or a finger of a user on the touch interface.
Un objet de la présente invention est de résoudre au moins partiellement un inconvénient de l’état de la technique.An object of the present invention is to at least partially solve a drawback of the state of the art.
À cet effet l’invention a pour objet un dispositif de commande électrique pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile, comportantune base fixe, une partie mobile liée à la base fixe par au moins un élément élastique pour pouvoir déplacer la partie mobile en direction de la base fixe suivant un premier axe et pour pouvoir déplacer la partie mobile parallèlement à la base fixe suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, le dispositif de commande électrique comprenant également au moins une protubérance faisant saillie par rapport à la partie mobile, la au moins une protubérance étant destinée à être manipulée par un utilisateur du dispositif selon les premier et deuxième axes, le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprendau moins un premier capteur capacitif comportant une paire d’électrodes associées disposées parallèlement au premier axe, l’une desdites électrodes étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode étant solidaire de la base fixe, le au moins un premier capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le deuxième axe et en ce que le dispositif comprend également au moins un deuxième capteur capacitif comportant une paire d’électrodes associées disposées parallèlement au deuxième axe, l’une desdites électrodes étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode étant solidaire de la base fixe, le au moins un deuxième capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le premier axe.To this end, the subject of the invention is an electrical control device for controlling at least one function of a motor vehicle component, comprising a fixed base, a movable part connected to the fixed base by at least one elastic element for to be able to move the mobile part in the direction of the fixed base along a first axis and to be able to move the mobile part parallel to the fixed base along a second axis perpendicular to the first axis, the electric control device also comprising at least one protuberance projecting from relative to the moving part, the at least one protrusion being intended to be manipulated by a user of the device along the first and second axes, the device being characterized in that it comprises at least a first capacitive sensor comprising a pair of associated electrodes arranged parallel to the first axis, one of said electrodes being fixed to the mobile part and the other electrode being fixed to the fixed base, the at least one first capacitive sensor being configured to detect movements of the mobile part along the second axis and in that the device also comprises at least one second capacitive sensor comprising a pair of associated electrodes arranged parallel to the second axis, one of said electrodes being fixed to the mobile part and the other electrode being fixed to the fixed base, the at least one second capacitive sensor being configured to detect movements of the mobile part along the first axis.
Grâce à un tel dispositif de commande électrique, le mouvement de basculement d’une manette n’est plus nécessaire. Les mouvements éventuels de la partie mobile par rapport à la base fixe sont de si petite amplitude que le problème d’étanchéité entre les pièces mobiles les unes par rapport aux autres ne se pose plus. Sous l’effet d’un effort exercé par un utilisateur sur la au moins une protubérance, la partie mobile est déplacée suivant le premier et/ou suivant le deuxième axe, rapprochant ou éloignant ainsi les électrodes associées des premiers et deuxièmes capteurs capacitifs respectivement. La disposition des premiers et deuxièmes capteurs capacitifs permet de détecter les petits mouvements de la partie mobile résultant des appuis sur les protubérances suivant deux axes différents. Les mesures effectuées par les premiers et deuxièmes capteurs capacitifs suivant les deux axes perpendiculaires sont par exemple transcrits en signaux électriques qui sont ensuite interprétés par une unité de traitement ayant recours à un algorithme spécifique configuré pour exécuter les commandes correspondantes.Thanks to such an electrical control device, the tilting movement of a lever is no longer necessary. Any movements of the moving part relative to the fixed base are of such small amplitude that the problem of sealing between the moving parts relative to each other no longer arises. Under the effect of a force exerted by a user on the at least one protrusion, the movable part is moved along the first and/or along the second axis, thus bringing the associated electrodes closer to or further from the first and second capacitive sensors respectively. The arrangement of the first and second capacitive sensors makes it possible to detect the small movements of the mobile part resulting from the pressures on the protrusions along two different axes. The measurements made by the first and second capacitive sensors along the two perpendicular axes are for example transcribed into electrical signals which are then interpreted by a processing unit using a specific algorithm configured to execute the corresponding commands.
L’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs des aspects suivants pris seuls ou en combinaison:The invention may further comprise one or more of the following aspects taken alone or in combination:
–le dispositif comprend deux premiers capteurs capacitifs configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le deuxième axe;–the device comprises two first capacitive sensors configured to detect movements of the mobile part along the second axis;
–le dispositif comprend deux deuxièmes capteurs capacitifs configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le premier axe;–the device comprises two second capacitive sensors configured to detect movements of the mobile part along the first axis;
–les premiers et deuxièmes capteurs capacitifs sont disposés suivant un alignement parallèle au deuxième axe;–the first and second capacitive sensors are arranged in an alignment parallel to the second axis;
–les deuxièmes capteurs capacitifs configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le premier axe sont disposés dans une zone centrale de l’alignement;–the second capacitive sensors configured to detect movements of the mobile part along the first axis are arranged in a central zone of the alignment;
–les premiers capteurs capacitifs configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le deuxième axe sont disposés aux extrémités de l’alignement;–the first capacitive sensors configured to detect movements of the moving part along the second axis are arranged at the ends of the alignment;
–la au moins une protubérance faisant saillie par rapport à la partie mobile est une nervure ayant une section droite de forme triangulaire;-the at least one protuberance protruding from the movable part is a rib having a cross section of triangular shape;
–le dispositif comprend un actionneur haptique solidaire de la partie mobile;–the device comprises a haptic actuator integral with the mobile part;
–l’actionneur haptique est configuré pour générer un retour haptique à un utilisateur du dispositif;–the haptic actuator is configured to generate haptic feedback to a user of the device;
–le au moins un élément élastique comprend une bague en élastomère type silentblock;–the at least one elastic element comprises an elastomer ring of the silentblock type;
–la base fixe comprend au moins une armature configurée pour positionner le au moins un élément élastique par rapport à la partie mobile;–the fixed base comprises at least one frame configured to position the at least one elastic element with respect to the movable part;
–le dispositif comprend plusieurs protubérances;–the device comprises several protuberances;
–la partie mobile comprend au moins une cellule de détection configurée pour détecter une approche d’un doigt ou d’un contact entre un utilisateur et le dispositif de commande; et-the mobile part comprises at least one detection cell configured to detect an approach of a finger or of a contact between a user and the control device; And
–la cellule de détection est disposée sur une plaque de la partie mobile, la plaque comprenant des reliefs de forme similaire à celle de la au moins une protubérance faisant saillie par rapport à la partie mobile.the detection cell is arranged on a plate of the mobile part, the plate comprising reliefs of a shape similar to that of the at least one protrusion projecting with respect to the mobile part.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels:Other advantages and characteristics of the invention will appear more clearly on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In these figures, identical elements bear the same reference numbers.
On désigne les directions longitudinale, verticale et transversale indiquées sur les figures 2 et 3 par le dièdre (L, V, T). Le plan vertical correspond au plan (L, V).The longitudinal, vertical and transverse directions indicated in FIGS. 2 and 3 are designated by the dihedral (L, V, T). The vertical plane corresponds to the plane (L, V).
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.In the description, certain elements can be indexed, as first element or second element. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements that are close but not identical. This indexing does not imply a priority of one element over another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time.
La Figure 1 montre une représentation schématique d’un dispositif 1 de commande électrique pour la commande d’au moins une fonction d’un organe de véhicule automobile. A titre illustratif, le dispositif 1 est par exemple agencé dans une portière ou dans la console centrale de l’habitacle entre les sièges conducteur et passager ou dans le plafonnier de l’habitacle. Le dispositif 1 de commande électrique peut bien sûr prendre n’importe quelle orientation dans l’espace. Il peut par exemple être retourné de 180° par rapport à l’orientation indiquée sur les figures pour être intégré dans le plafonnier.Figure 1 shows a schematic representation of an electrical control device 1 for controlling at least one function of a motor vehicle component. By way of illustration, the device 1 is for example arranged in a door or in the central console of the passenger compartment between the driver and passenger seats or in the ceiling light of the passenger compartment. The electrical control device 1 can of course take any orientation in space. For example, it can be turned 180° with respect to the orientation shown in the figures to be integrated into the ceiling light.
Le dispositif 1 de commande électrique permet à un utilisateur de commander au moins un organe du véhicule automobile, telle que l’ouverture et/ou la fermeture d’un ouvrant, comme le toit, les vitres, les cloisons; le coffre, les portes du véhicule ou la trappe à carburant du véhicule.The electrical control device 1 allows a user to control at least one component of the motor vehicle, such as the opening and/or closing of an opening, such as the roof, the windows, the partitions; trunk, vehicle doors, or vehicle fuel filler door.
Le dispositif 1 de commande électrique comprend une base fixe 200 et une partie mobile 25 liée à la base fixe 200 par au moins un élément élastique 65 (Figure 2) pour pouvoir déplacer la partie mobile 25 en direction de la base fixe 200 suivant un premier axe X qui est notamment parallèle à l’axe vertical V. De même, le ou les éléments élastiques 65 permettent de déplacer la partie mobile 25 parallèlement à la base fixe 200 suivant un deuxième axe Y perpendiculaire au premier axe X. Le deuxième axe Y est notamment parallèle à l’axe longitudinal L.The electrical control device 1 comprises a fixed base 200 and a mobile part 25 linked to the fixed base 200 by at least one elastic element 65 (FIG. 2) in order to be able to move the mobile part 25 in the direction of the fixed base 200 along a first axis X which is in particular parallel to the vertical axis V. Similarly, the elastic element(s) 65 make it possible to move the mobile part 25 parallel to the fixed base 200 along a second axis Y perpendicular to the first axis X. The second axis Y is in particular parallel to the longitudinal axis L.
La partie mobile 25 comprend par exemple une interface 100 destinée à être manipulée par un utilisateur du dispositif 1 de commande électrique. De plus, le dispositif 1 de commande électrique peut comprendre un actionneur haptique 90 solidaire de la partie mobile 25 et configuré pour générer un retour haptique à un utilisateur du dispositif 1, notamment pour lui signaler la prise en compte de sa commande suite à un contact ou un appui d’un doigt de l’utilisateur sur l’interface 100. Un retour haptique généré par l’actionneur haptique 90 peut notamment se manifester sous la forme d’une vibration ou d’une série de vibrations transmises aux doigts de l’utilisateur par l’intermédiaire de l’interface 100.The mobile part 25 comprises for example an interface 100 intended to be manipulated by a user of the electrical control device 1 . In addition, the electrical control device 1 may comprise a haptic actuator 90 secured to the mobile part 25 and configured to generate haptic feedback to a user of the device 1, in particular to signal to him that his command has been taken into account following contact. or pressing a finger of the user on the interface 100. A haptic feedback generated by the haptic actuator 90 can in particular manifest itself in the form of a vibration or a series of vibrations transmitted to the fingers of the user. user via interface 100.
Le dispositif 1 de commande électrique comprend également au moins une protubérance 150 faisant saillie par rapport à la partie mobile 25 et destinée à être manipulée par un utilisateur du dispositif 1 selon les premier et deuxième axes X et Y. Autrement dit, en exerçant un effort sur une protubérance 150 solidaire de la partie mobile 25, cette dernière est légèrement déplacée par rapport à la base fixe 200 suivant les premier et deuxième axes X et Y. Par «légèrement déplacer», on entend que les amplitudes des déplacements de la partie mobile 25 par rapport à la base fixe 200 sont très faibles, elles sont par exemple de l’ordre du millimètre.The electrical control device 1 also comprises at least one protrusion 150 projecting relative to the movable part 25 and intended to be manipulated by a user of the device 1 along the first and second axes X and Y. In other words, by exerting a force on a protuberance 150 integral with the mobile part 25, the latter is slightly displaced with respect to the fixed base 200 along the first and second axes X and Y. 25 relative to the fixed base 200 are very low, they are for example of the order of a millimeter.
Les protubérances 150 ont par exemple chacune une forme de nervure ayant une section droite triangulaire, comme illustrée sur la Figure 2. Une telle section droite des protubérances 150 est par exemple comprise dans un plan parallèle au plan formé par l’axe longitudinal L et l’axe vertical V, comme illustré sur la Figure 2. Chaque protubérance 150 présente ainsi au moins deux surfaces de préhension inclinées par rapport à l’axe verticale V.The protuberances 150 for example each have the shape of a rib having a triangular cross section, as illustrated in FIG. 2. Such a cross section of the protrusions 150 is for example included in a plane parallel to the plane formed by the longitudinal axis L and l vertical axis V, as illustrated in Figure 2. Each protrusion 150 thus has at least two gripping surfaces inclined with respect to the vertical axis V.
Sous l’effet des sollicitations exercées par un utilisateur du dispositif 1 via l’interface 100 et plus particulièrement sur les protubérances 150, les mouvements relatifs entre la partie mobile 25 et la base fixe 200 entraînent des déformations élastiques des éléments élastiques 65. Selon un mode de réalisation des éléments élastiques 65, ceux-ci comprennent chacun une bague en élastomère type silentblock. L’utilisation de ce genre de bague en élastomère type silentblock est largement répandue dans le domaine automobile.Under the effect of the stresses exerted by a user of the device 1 via the interface 100 and more particularly on the protuberances 150, the relative movements between the mobile part 25 and the fixed base 200 cause elastic deformations of the elastic elements 65. According to a embodiment of the elastic elements 65, these each comprise an elastomer ring of the silentblock type. The use of this kind of silentblock type elastomer ring is widespread in the automotive field.
Les déformations des éléments élastiques 65 sont de très petite amplitude, elles sont par exemple de l’ordre du millimètre, voire du demi-millimètre. Les déformations des éléments élastiques 65, en l’occurrence les déformations des bagues en élastomère, permettent d’atténuer les vibrations transmises au sein du dispositif 1 de commande électrique. Les éléments élastiques 65 peuvent notamment être configurés pour empêcher la transmission des vibrations générées par l’actionneur haptique 90 à la base fixe 200.The deformations of the elastic elements 65 are of very small amplitude, they are for example of the order of a millimeter, or even half a millimeter. The deformations of the elastic elements 65, in this case the deformations of the elastomer rings, make it possible to attenuate the vibrations transmitted within the device 1 of electrical control. The elastic elements 65 can in particular be configured to prevent the transmission of vibrations generated by the haptic actuator 90 to the fixed base 200.
Pour mesurer différents paramètres tels que la force et/ou la pression ou encore la durée d’un contact ou d’un appui sur l’interface 100 et plus particulièrement sur l’une des protubérances 150, le dispositif 1 de commande électrique comprend au moins un premier capteur capacitif 81 comportant une paire d’électrodes 51, 71 associées disposées parallèlement au premier axe X qui correspond dans ce cas précis à l’axe vertical V. L’une desdites électrodes est une électrode mobile 51 qui est solidaire de la partie mobile 25 et l’autre électrode est une électrode fixe 71 qui est solidaire de la base fixe 200. Le au moins un premier capteur capacitif 81 est configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le deuxième axe Y, qui correspond dans ce cas précis à l’axe longitudinal L.To measure various parameters such as the force and/or the pressure or even the duration of a contact or a pressure on the interface 100 and more particularly on one of the protrusions 150, the electrical control device 1 comprises at at least a first capacitive sensor 81 comprising a pair of associated electrodes 51, 71 arranged parallel to the first axis X which corresponds in this specific case to the vertical axis V. One of said electrodes is a movable electrode 51 which is integral with the mobile part 25 and the other electrode is a fixed electrode 71 which is integral with the fixed base 200. The at least one first capacitive sensor 81 is configured to detect movements of the mobile part 25 along the second axis Y, which corresponds in this specific case to the longitudinal axis L.
De même, le dispositif 1 de commande électrique comprend également au moins un deuxième capteur capacitif 82 comportant une paire d’électrodes associées 52, 72 disposées parallèlement au deuxième axe Y. L’une desdites électrodes est une électrode mobile 52 qui est solidaire de la partie mobile 25 et l’autre électrode est une électrode fixe 72 qui est solidaire de la base fixe 200. Le au moins un deuxième capteur capacitif 82 est configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le premier axe X.Similarly, the electrical control device 1 also comprises at least a second capacitive sensor 82 comprising a pair of associated electrodes 52, 72 arranged parallel to the second axis Y. One of said electrodes is a mobile electrode 52 which is integral with the mobile part 25 and the other electrode is a fixed electrode 72 which is integral with the fixed base 200. The at least one second capacitive sensor 82 is configured to detect movements of the mobile part 25 along the first axis X.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les Figures 2 à 3, le dispositif 1 de commande électrique comprend plus particulièrement deux premiers capteurs capacitifs 81 configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le deuxième axe Y et deux deuxièmes capteurs capacitifs 82 configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le premier axeX. Le dédoublement des premiers et deuxième capteurs capacitifs 81 et 82 permet d’améliorer la détection des mouvements de la partie mobile 25 suivant le premier axe X et le deuxième axe Y.According to the embodiments illustrated in Figures 2 to 3, the electrical control device 1 comprises more particularly two first capacitive sensors 81 configured to detect movements of the movable part 25 along the second axis Y and two second capacitive sensors 82 configured to detect movements of the mobile part 25 along the first axis X. The duplication of the first and second capacitive sensors 81 and 82 makes it possible to improve the detection of the movements of the mobile part 25 along the first axis X and the second axis Y.
Les deux premiers capteurs capacitifs 81 et deux deuxièmes capteurs capacitifs 82 sont par exemple disposés suivant un alignement parallèle au deuxième axe Y. Les premiers et les deuxièmes capteurs capacitifs 81, 82 sont donc disposés les uns à côté des autres tout au long de l’interface 100 du dispositif 1 de commande électrique. Une telle disposition des premiers et deuxièmes capteurs capacitif 81, 82 permet de détecter et de mesurer les mouvements de la partie mobile 25 en tout point de l’alignement.The two first capacitive sensors 81 and two second capacitive sensors 82 are for example arranged in an alignment parallel to the second axis Y. The first and the second capacitive sensors 81, 82 are therefore arranged next to each other throughout the interface 100 of the electrical control device 1. Such an arrangement of the first and second capacitive sensors 81, 82 makes it possible to detect and measure the movements of the mobile part 25 at any point of the alignment.
Plus particulièrement, les premiers capteurs capacitifs 81 configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le deuxième axe Y sont disposés aux extrémités de l’alignement. Les premiers capteurs capacitifs 81 encadrent ainsi les deuxièmes capteurs capacitifs 82 qui sont configurés pour détecter des mouvements de la partie mobile 25 suivant le premier axe X. Les deuxièmes capteurs capacitifs 82 sont donc disposés dans une zone centrale de l’alignement, la zone centrale est ainsi délimitée par les extrémités de l’alignement.More particularly, the first capacitive sensors 81 configured to detect movements of the mobile part 25 along the second axis Y are arranged at the ends of the alignment. The first capacitive sensors 81 thus surround the second capacitive sensors 82 which are configured to detect movements of the mobile part 25 along the first axis X. The second capacitive sensors 82 are therefore arranged in a central zone of the alignment, the central zone is thus delimited by the ends of the alignment.
Les électrodes associées 51, 71 et 52, 72 des premiers et deuxièmes capteurs capacitifs 81 et 82 ont par exemple une forme de plaques planes parallélépipédiques, comme illustré sur les Figures 2 et 3. Les surfaces des électrodes associées 52, 72et 51, 71 situées en vis-à-vis sont par exemple rectangulaires ou carrées. Les électrodes associées 51, 71 ou 52, 72 d’un même capteur capacitif 81, respectivement 82 sont légèrement espacées l’une de l’autre. En l’absence de sollicitation extérieure, cet espace est compris entre 0,5mm et 0,8mm, il est plus particulièrement égal à 0,6mm.The associated electrodes 51, 71 and 52, 72 of the first and second capacitive sensors 81 and 82 have, for example, the form of flat parallelepipedal plates, as illustrated in FIGS. 2 and 3. The surfaces of the associated electrodes 52, 72 and 51, 71 located facing each other are for example rectangular or square. The associated electrodes 51, 71 or 52, 72 of the same capacitive sensor 81, respectively 82 are slightly spaced from each other. In the absence of external stress, this space is between 0.5mm and 0.8mm, it is more particularly equal to 0.6mm.
En variante (non illustré sur les figures), les électrodes associées 51, 71 et 52, 72 respectives des premiers et deuxièmes capteurs capacitifs 81 et 82 sont par exemple cylindriques, la surface de plus grande aire de chaque électrode 51, 71 et 52, 72 a dans ce cas spécifique une forme circulaire, comme un disque.As a variant (not illustrated in the figures), the respective associated electrodes 51, 71 and 52, 72 of the first and second capacitive sensors 81 and 82 are for example cylindrical, the surface with the largest area of each electrode 51, 71 and 52, 72 has in this specific case a circular shape, like a disc.
De nombreux modes de réalisation d’un tel dispositif 1 de commande électrique peuvent être imaginés. La suite de la description en présente un de manière détaillée. Ce mode de réalisation est tout particulièrement illustré sur la Figure 3.Many embodiments of such an electrical control device 1 can be imagined. The remainder of the description presents one in detail. This embodiment is particularly illustrated in Figure 3.
Dans le mode de réalisation illustré sur la Figure 3, la base fixe 200 du dispositif 1 de commande électrique comporte par exemple un boîtier 210 et au moins une coque protectrice 220 qui recouvre le boîtier 210 tel un couvercle. Un empilement de composants est agencé dans le boîtier 210 suivant la direction verticale V, certains composants de cet empilement sont solidaires de la partie mobile 25, d’autres sont solidaires de la base fixe 200. Sur la Figure 3, une partie de la coque protectrice 220 est omise pour montrer l’empilement des composants à l’intérieur de la base fixe 200.In the embodiment illustrated in FIG. 3, the fixed base 200 of the electrical control device 1 comprises, for example, a casing 210 and at least one protective shell 220 which covers the casing 210 like a cover. A stack of components is arranged in the box 210 along the vertical direction V, some components of this stack are secured to the movable part 25, others are secured to the fixed base 200. In Figure 3, part of the shell cover 220 is omitted to show the stacking of components inside the fixed base 200.
L’interface 100 de la partie mobile 25 est par exemple agencée de façon mobile au sein de la coque protectrice 220, il y a notamment un jeu entre les bords de l’interface 100 et les bords périphériques de la coque protectrice 220 entourant l’interface 100. L’interface 100 se situe alors au-dessus de l’empilement de composants agencé dans le boîtier 210.The interface 100 of the mobile part 25 is for example arranged in a mobile manner within the protective shell 220, there is in particular a clearance between the edges of the interface 100 and the peripheral edges of the protective shell 220 surrounding the interface 100. Interface 100 is then located above the stack of components arranged in housing 210.
La ou les protubérances 150 viennent de matière avec l’interface 100 et s’étendent parallèlement à l’axe transversal T à travers toute ou au moins une partie de la largeur de l’interface 100. Il peut y avoir une multitude de protubérances 150 agencées parallèlement entre elles sur l’interface 100. Le nombre de protubérances 150 est par exemple égal au nombre de fenêtres commandables dans le véhicule automobile. Les protubérances 150 du dispositif 1 de commande électrique permettent notamment de commander deux fenêtres latérales à l’avant disposées respectivement à côté du conducteur et du passager avant et deux fenêtres latérales à l’arrière disposées à côté des passagers arrières.The protrusion(s) 150 are integral with the interface 100 and extend parallel to the transverse axis T across all or at least part of the width of the interface 100. There may be a multitude of protrusions 150 arranged parallel to each other on the interface 100. The number of protrusions 150 is for example equal to the number of controllable windows in the motor vehicle. The protuberances 150 of the electrical control device 1 make it possible in particular to control two side windows at the front arranged respectively next to the driver and the front passenger and two side windows at the rear arranged next to the rear passengers.
Afin de lier chaque protubérance 150 à une fenêtre spécifique, la partie mobile 25 comporte par exemple au moins une électrode 45 par protubérance 150 connectée à une cellule de détection (non référencée sur les dessins) de la charge électrique de chaque électrode 45. Les électrodes 45 sont notamment configurées pour détecter une approche d’un doigt ou un contact entre un utilisateur et le dispositif 1 afin de repérer le positionnement d’un doigt de l’utilisateur sur l’interface 100. Il y a donc au moins autant d’électrodes 45 que de protubérances 150. Il peut cependant y avoir plus d’électrodes 45 que de protubérances 150, il a par exemple autant d’électrodes 45 qu’il y a de zones de commande prévues sur l’interface 100. Ce cas est notamment illustré sur la Figure 3.In order to link each protuberance 150 to a specific window, the mobile part 25 comprises for example at least one electrode 45 per protuberance 150 connected to a detection cell (not referenced in the drawings) of the electric charge of each electrode 45. The electrodes 45 are in particular configured to detect an approach of a finger or a contact between a user and the device 1 in order to identify the positioning of a finger of the user on the interface 100. There are therefore at least as many electrodes 45 than protrusions 150. There may however be more electrodes 45 than protrusions 150, for example there are as many electrodes 45 as there are control zones provided on the interface 100. This case is particularly illustrated in Figure 3.
Les électrodes 45 et la cellule de détection sont par exemple agencées sur un film capacitif 40 disposé sur une plaque 30 comprenant des reliefs 152 de forme similaire à celle des protubérances 150. Ces reliefs 152 sont plus particulièrement configurés pour être insérés par complémentarité de forme dans les cavités des protubérances 150 de l’interface 100. La malléabilité du film capacitif 40 lui permet de suivre précisément la forme des reliefs 152 de la face supérieure de la plaque 30 afin de rapprocher les électrodes 45 des surfaces inclinées des nervures transversales des protubérances 150, améliorant ainsi leur fonction de détection d’un appui ou d’un contact sur les protubérances 150.The electrodes 45 and the detection cell are for example arranged on a capacitive film 40 disposed on a plate 30 comprising reliefs 152 of similar shape to that of the protuberances 150. These reliefs 152 are more particularly configured to be inserted by shape complementarity in the cavities of the protuberances 150 of the interface 100. The malleability of the capacitive film 40 enables it to precisely follow the shape of the reliefs 152 of the upper face of the plate 30 in order to bring the electrodes 45 closer to the inclined surfaces of the transverse ribs of the protuberances 150 , thus improving their function of detecting a support or a contact on the protrusions 150.
Dans le mode de réalisation du dispositif 1 de commande électrique illustré sur la Figure 3, les électrodes mobiles 51 et 52 du ou des premiers capteurs capacitifs 81 sont portées par une même plaque 50 métallique et rectangulaire qui est solidaire de la partie mobile 25. Les électrodes mobiles 51 des premiers capteurs capacitifs 81 sont notamment disposées aux extrémités longitudinales de la plaque 50, elles s’étendent perpendiculairement au plan de la plaque 50. Les électrodes mobiles 52 des deuxièmes capteurs capacitifs 82 en revanche s’étendent parallèlement au plan de la plaque 50, elles sont par exemple agencées de manière coplanaire au plan de la plaque 50.In the embodiment of the electrical control device 1 illustrated in FIG. 3, the mobile electrodes 51 and 52 of the first capacitive sensor(s) 81 are carried by the same metal and rectangular plate 50 which is integral with the mobile part 25. mobile electrodes 51 of the first capacitive sensors 81 are in particular arranged at the longitudinal ends of the plate 50, they extend perpendicularly to the plane of the plate 50. The mobile electrodes 52 of the second capacitive sensors 82 on the other hand extend parallel to the plane of the plate 50, they are for example arranged coplanar with the plane of the plate 50.
La faible épaisseur de la plaque 50 contribue à améliorer la compacité du dispositif 1 de commande électrique. Elle permet de plus de n’utiliser qu’une seule pièce pour y agencer les quatre électrodes mobiles 51 et 52, le nombre de pièces au sein du dispositif 1 de commande électrique est ainsi réduit. De plus, la plaque 50 comprend par exemple une ouverture centrale 15 configurée pour y accueillir au moins partiellement l’actionneur haptique 90 qui est fixé à la plaque 30, notamment par des vis.The small thickness of the plate 50 contributes to improving the compactness of the electrical control device 1 . It also makes it possible to use only one part to arrange the four mobile electrodes 51 and 52 therein, the number of parts within the electrical control device 1 is thus reduced. In addition, the plate 50 comprises for example a central opening 15 configured to at least partially accommodate therein the haptic actuator 90 which is fixed to the plate 30, in particular by screws.
Les électrodes fixes 71 et 72 respectives des capteurs capacitifs 81 et 82 sont par exemple portées par un plateau 70 rectangulaire de fine épaisseur qui est solidaire de la base fixe 200. Les électrodes fixes 71 des premiers capteurs capacitifs 81 s’étendent perpendiculairement au plan du plateau 70 et sont notamment disposées aux extrémités longitudinales du plateau 70. Les électrodes fixes 72 des deuxièmes capteurs capacitifs 82 s’étendent parallèlement au plan du plateau 70, elles sont par exemple agencées de manière coplanaire au plan du plateau 70.The respective fixed electrodes 71 and 72 of the capacitive sensors 81 and 82 are for example carried by a thin rectangular plate 70 which is integral with the fixed base 200. The fixed electrodes 71 of the first capacitive sensors 81 extend perpendicularly to the plane of the plate 70 and are in particular arranged at the longitudinal ends of plate 70. The fixed electrodes 72 of the second capacitive sensors 82 extend parallel to the plane of plate 70, they are for example arranged coplanar with the plane of plate 70.
Les électrodes fixes 71 sont par exemple des pièces rapportées sur les extrémités du plateau 70. Elles sont notamment vissées sur une face supérieure du plateau 70, cette face supérieure étant orientée dans le sens positif de l’axe vertical V. Cette disposition des électrodes associées 51, 71 des premiers capteurs capacitifs 81 permet notamment de libérer de la place au centre de l’empilement des composants, ceci favorise plus particulièrement l’intégration de l’actionneur haptique 90 au sein de l’empilement des composants. Comme la plaque 50, le plateau 70 comprend une ouverture centrale 17 configurée pour y accueillir au moins partiellement l’actionneur haptique 90.The fixed electrodes 71 are for example parts attached to the ends of the plate 70. They are in particular screwed onto an upper face of the plate 70, this upper face being oriented in the positive direction of the vertical axis V. This arrangement of the associated electrodes 51, 71 of the first capacitive sensors 81 makes it possible in particular to free up space in the center of the stack of components, this more particularly favors the integration of the haptic actuator 90 within the stack of components. Like plate 50, tray 70 includes a central opening 17 configured to at least partially accommodate haptic actuator 90 therein.
Selon un mode de réalisation de la base fixe 200 illustré sur la Figure 3, celle-ci comprend notamment au moins une armature 60 configurée pour positionner le au moins un élément élastique 65 par rapport à la partie mobile 25. Il peut y avoir une multitude d’éléments élastiques 65 positionnés par l’armature 60, ils sont plus particulièrement au nombre de quatre. Les éléments élastiques 65 sont dans ce cas disposés dans une formation rectangulaire aux bords de l’armature 60. Cette disposition permet d’équilibrer la répartition des éléments élastiques 65 par rapport à la partie mobile 25 et par rapport à la base fixe 200.According to one embodiment of the fixed base 200 illustrated in Figure 3, the latter comprises in particular at least one armature 60 configured to position the at least one elastic element 65 with respect to the movable part 25. There may be a multitude elastic elements 65 positioned by the frame 60, they are more particularly four in number. The elastic elements 65 are in this case arranged in a rectangular formation at the edges of the frame 60. This arrangement makes it possible to balance the distribution of the elastic elements 65 with respect to the mobile part 25 and with respect to the fixed base 200.
Lorsque la partie mobile 25 est mise en mouvement, notamment lorsqu’un utilisateur exerce une pression sur l’une des faces inclinées de la protubérance 150, le déplacement de la partie mobile 25 suivant le premier et/ou suivant le deuxième axe X et/ou Y modifie la position des électrodes mobiles 51 et 52 par rapport aux électrodes fixes 71 et 72 solidaires de la basse fixe 200 qui ne bouge pas. La déformation élastique des éléments élastiques 65 permet en effet de déplacer la partie 25 suivant les premier et deuxième axes X et Y sans affecter la position de la base fixe 200.When the mobile part 25 is set in motion, in particular when a user exerts pressure on one of the inclined faces of the protrusion 150, the movement of the mobile part 25 along the first and/or along the second axis X and/or or Y modifies the position of the mobile electrodes 51 and 52 with respect to the fixed electrodes 71 and 72 integral with the fixed bass 200 which does not move. The elastic deformation of the elastic elements 65 in fact makes it possible to move the part 25 along the first and second axes X and Y without affecting the position of the fixed base 200.
La mise en mouvement de la partie mobile 25 entraîne plus particulièrement une variation de l’espacement entre les deux électrodes associées 51, 71 des premiers capteurs capacitifs 81et/ou une variation de l’espacement entre les deux électrodes associées 52, 72des deuxièmes capteurs capacitifs 82. La variation de l’espacement entre deux électrodes associées 51, 71 ou 52, 72 d’un capteur capacitif 81 ou 82 peut s’apparenter à un éloignement, un rapprochement ou encore un décalage latéral de l’électrode mobile 51, 52 par rapport à l’électrode fixe 71, 72.The setting in motion of the mobile part 25 causes more particularly a variation of the spacing between the two associated electrodes 51, 71 of the first capacitive sensors 81 and/or a variation of the spacing between the two associated electrodes 52, 72 of the second capacitive sensors 82. The variation of the spacing between two associated electrodes 51, 71 or 52, 72 of a capacitive sensor 81 or 82 can be similar to a distance, a rapprochement or even a lateral offset of the mobile electrode 51, 52 relative to the fixed electrode 71, 72.
En se référant aux axes L, V, T du repère, un rapprochement ou un éloignement des électrodes 51 et 71 se traduit par un mouvement de la partie mobile 25 suivant le deuxième axe Y qui est parallèle à l’axe longitudinal L tandis qu’un décalage latéral des électrodes 51 et 71 se traduit par exemple par un mouvement de la partie mobile 25 suivant le premier axe X qui est parallèle à l’axe vertical V.Referring to the axes L, V, T of the marker, bringing together or moving away the electrodes 51 and 71 results in a movement of the movable part 25 along the second axis Y which is parallel to the longitudinal axis L while a lateral offset of the electrodes 51 and 71 results for example in a movement of the mobile part 25 along the first axis X which is parallel to the vertical axis V.
De manière similaire, un rapprochement ou un éloignement des électrodes 52 et 72 se traduit par un mouvement de la partie mobile 25 suivant le premier axe X, parallèlement à l’axe vertical V et un décalage latéral des électrodes 52 et 72 se traduit par exemple un mouvement de la partie mobile 25 suivant le deuxième axe Y, parallèlement à l’axe longitudinal L.Similarly, bringing together or moving away electrodes 52 and 72 results in a movement of the movable part 25 along the first axis X, parallel to the vertical axis V and a lateral offset of the electrodes 52 and 72 results for example a movement of the movable part 25 along the second axis Y, parallel to the longitudinal axis L.
D’une manière générale, la pression exercée par le doigt de l’utilisateur sur la surface inclinée de la protubérance 150 n’est pas exercée dans une direction purement verticale (parallèlement à l’axe vertical V) ou purement longitudinale (parallèlement à l’axe longitudinal L). L’effort exercé lors de la pression du doigt sur la protubérance 150 induit un déplacement «mixte» du support mobile 25 et donc des électrodes associées 51, 71 et 52, 72 des capteurs capacitifs 81 et 82 à la fois suivant l’axe vertical V et suivant l’axe longitudinal L. Les déplacements de la partie mobile 25 sont donc «décomposés» par projection sur les premiers et deuxièmes axes X et Y.In general, the pressure exerted by the finger of the user on the inclined surface of the protuberance 150 is not exerted in a purely vertical direction (parallel to the vertical axis V) or purely longitudinal (parallel to the longitudinal axis L). The force exerted during the pressure of the finger on the protrusion 150 induces a "mixed" displacement of the mobile support 25 and therefore of the associated electrodes 51, 71 and 52, 72 of the capacitive sensors 81 and 82 both along the vertical axis V and along the longitudinal axis L. The displacements of the mobile part 25 are therefore “broken down” by projection on the first and second axes X and Y.
Un déplacement de l’une des électrodes mobiles 51ou 52 par rapport à son électrode fixe associée 71ou 72 génère une perturbation dans le champ, ce qui modifie la capacité de couplage des capteurs capacitifs 81et/ou 82. Ces perturbations peuvent être transcrites sous forme de signaux électriques au sein des électrodes associées 51, 71 et 52, 72 des capteurs capacitifs 81 et 82. Ces signaux électriques sont ensuite transmis à une unité de traitement (non référencée sur les figures) configurée pour recevoir et analyser ces signaux afin de les interpréter comme une mesure de déplacement ou de force ou de pression grâce à un algorithme spécifique.A displacement of one of the movable electrodes 51 or 52 relative to its associated fixed electrode 71 or 72 generates a disturbance in the field, which modifies the coupling capacity of the capacitive sensors 81 and/or 82. These disturbances can be transcribed in the form of electrical signals within the associated electrodes 51, 71 and 52, 72 of the capacitive sensors 81 and 82. These electrical signals are then transmitted to a processing unit (not referenced in the figures) configured to receive and analyze these signals in order to interpret them as a measurement of displacement or force or pressure thanks to a specific algorithm.
En fonction du résultat obtenu suite à l’implémentation de l’algorithme, l’unité de traitement sélectionne une fonction spécifique pour commander au moins un organe du véhicule automobile. Chaque capteur capacitif 81et 82 est par exemple relié à un port d’entrée d’un microcontrôleur (non référencé sur les dessins) dont les ports de sortie sont reliés au circuit de puissance pilotant les moyens d’activation du mécanisme de lève-vitre.Depending on the result obtained following the implementation of the algorithm, the processing unit selects a specific function to control at least one component of the motor vehicle. Each capacitive sensor 81 and 82 is for example connected to an input port of a microcontroller (not referenced in the drawings) whose output ports are connected to the power circuit controlling the means for activating the window lifter mechanism.
Le fait de détecter et mesurer les mouvements de la partie mobile 25 par deux premiers capteurs capacitifs 81et/ou deux deuxièmes capteurs capacitifs 82 permet de moyenner les mesures effectuées ou d’y appliquer d’autres traitements de données similaires au sein de l’unité de traitement.The fact of detecting and measuring the movements of the mobile part 25 by two first capacitive sensors 81 and/or two second capacitive sensors 82 makes it possible to average the measurements carried out or to apply other similar data processing operations to them within the unit. treatment.
Ainsi le dispositif 1 de commande électrique permet de coupler la technologie capacitive à l’usage des interfaces de commandes utilisées notamment pour piloter les mécanismes de lève-vitres en proposant une conception simple, compacte, économique et intuitive qui résout la problématique de l’étanchéité du mécanisme.
Thus the electrical control device 1 makes it possible to couple the capacitive technology to the use of the control interfaces used in particular to control the window lift mechanisms by proposing a simple, compact, economical and intuitive design which solves the problem of sealing. of the mechanism.
Claims (10)
- une base fixe;
- une partie mobile liée à la base fixe par au moins un élément élastique pour pouvoir déplacer la partie mobile en direction de la base fixe suivant un premier axe et pour pouvoir déplacer la partie mobile parallèlement à la base fixe suivant un deuxième axe perpendiculaire au premier axe;
- au moins une protubérance faisant saillie par rapport à la partie mobile, la au moins une protubérance étant destinée à être manipulée par un utilisateur du dispositif selon les premier et deuxième axes,
le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend:
au moins un premier capteur capacitif comportant une paire d’électrodes associées disposées parallèlement au premier axe, l’une desdites électrodes étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode étant solidaire de la base fixe, le au moins un premier capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le deuxième axe et en ce que le dispositif comprend également au moins un deuxième capteur capacitif comportant une paire d’électrodes associées disposées parallèlement au deuxième axe, l’une desdites électrodes étant solidaire de la partie mobile et l’autre électrode étant solidaire de la base fixe, le au moins un deuxième capteur capacitif étant configuré pour détecter des mouvements de la partie mobile suivant le premier axe.Electrical control device (1) for controlling at least one function of a motor vehicle component, comprising:
- a fixed base;
- a mobile part linked to the fixed base by at least one elastic element to be able to move the mobile part in the direction of the fixed base along a first axis and to be able to move the mobile part parallel to the fixed base along a second axis perpendicular to the first axis;
- at least one protrusion projecting relative to the movable part, the at least one protrusion being intended to be manipulated by a user of the device along the first and second axes,
the device being characterized in that it comprises:
at least one first capacitive sensor comprising a pair of associated electrodes arranged parallel to the first axis, one of said electrodes being fixed to the mobile part and the other electrode being fixed to the fixed base, the at least one first capacitive sensor being configured to detect movements of the movable part along the second axis and in that the device also comprises at least one second capacitive sensor comprising a pair of associated electrodes arranged parallel to the second axis, one of said electrodes being integral with the part mobile and the other electrode being integral with the fixed base, the at least one second capacitive sensor being configured to detect movements of the mobile part along the first axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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2019
- 2019-12-12 FR FR1914220A patent/FR3104752B1/en active Active
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