FR3008503A1

FR3008503A1 - Interface homme/machine a moyens de commande couples a des moyens de detection de presence d'un usager

Info

Publication number: FR3008503A1
Application number: FR1356797A
Authority: FR
Inventors: Yong Wook Sin
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-16
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: FR3008503B1

Abstract

Une interface homme/machine (I) est destinée à commander au moins une fonction d'un système. Cette interface (I) comprend une manette (M), comportant une première extrémité (EM1) actionnable et une seconde extrémité (EM2) propre à contacter un élément de couplage (E4) choisi parmi plusieurs en cas d'actionnement correspondant de la première extrémité (EM1) par un usager, et des moyens de commande (MC). La première extrémité (EM1) comprend des moyens de détection (MD) placés juste derrière une enveloppe externe (EE) et agencés, en cas de détection d'une interaction d'une partie de la peau de l'usager avec eux, via l'enveloppe externe (EE), pour en informer les moyens de commande (MC). Les moyens de commande (MC) sont agencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage (E4) contacté lorsqu'ils sont informés simultanément par les moyens de détection (MD) de la détection de l'interaction.

Description

INTERFACE HOMME/MACHINE À MOYENS DE COMMANDE COUPLÉS À DES MOYENS DE DÉTECTION DE PRÉSENCE D'UN USAGER L'invention concerne les interfaces homme/machine qui équipent certains systèmes, et plus précisément celles qui sont destinées à commander au moins une fonction offerte par les systèmes qu'elles équipent. Certaines interfaces homme/machine comprennent, d'une part, une manette (ou un levier ou encore « joystick »), comportant une première 1 o extrémité actionnable par un usager et une seconde extrémité propre à contacter un élément de couplage choisi parmi au moins deux en cas d'actionnement correspondant de la première extrémité par l'usager, et, d'autre part, des moyens de commande agencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage contacté. Par exemple, ce type 15 d'interface homme/ machine peut comprendre quatre éléments de couplage associés respectivement à deux directions de déplacement perpendiculaires entre elles et à deux sens de déplacement opposés suivant chacune de ces deux directions de déplacement, ou bien peut comprendre huit éléments de couplage associés respectivement à quatre directions de déplacement 20 désorientées de 45° les unes par rapport aux autres et à deux sens de déplacement opposés suivant chacune de ces quatre directions de déplacement. De telles interfaces homme/machine, qui sont par exemple utilisées dans le domaine des jeux vidéo et dans le domaine des véhicules, 25 éventuellement de type automobile, permettent à leurs usagers de commander efficacement l'une au moins des fonctions d'un système. Cependant, lorsque leurs manettes sont involontairement déplacées par des objets ou des portions de corps qui sont déplacés dans leur environnement immédiat, elles déclenchent la génération de nouvelles commandes non 30 désirées par leurs moyens de commande, ce qui peut parfois s'avérer gênant, voire dangereux. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation, et plus précisément d'empêcher que les moyens de commande d'une interface homme/machine ne génèrent une commande lorsque la manette associée a été déplacée involontairement. Elle propose notamment à cet effet une interface homme/machine, destinée à commander au moins une fonction d'un système, et comprenant une manette, comportant une première extrémité actionnable et une seconde extrémité propre à contacter un élément de couplage choisi parmi au moins deux en cas d'actionnement correspondant de la première extrémité par un usager, et des moyens de commande agencés pour générer une commande la fonction d'un élément de couplage contacté. Cette interface homme/machine se caractérise par le fait que : - sa première extrémité comprend des moyens de détection placés juste derrière une enveloppe externe et agencés, en cas de détection d'une interaction d'une partie de la peau de l'usager avec eux, via cette 15 enveloppe externe, pour en informer les moyens de commande, et - ses moyens de commande sont agencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage contacté lorsqu'ils sont informés simultanément par les moyens de détection de la détection d'une interaction. 20 Ainsi, aucune commande ne peut être générée par les moyens de commande si l'usager n'interagit pas avec une partie de la peau (de l'une de ses mains) avec la première extrémité de la manette, pendant que cette dernière est déplacée. L'interface homme/machine selon l'invention peut comporter d'autres 25 caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans un premier mode de réalisation, ses moyens de détection peuvent être agencés pour détecter une variation de résistance induite par la présence d'une partie de la peau de l'usager ; 30 - dans un deuxième mode de réalisation, ses moyens de détection peuvent être agencés pour détecter une variation de capacitance induite par la présence d'une partie de la peau de l'usager ; - dans un troisième mode de réalisation, ses moyens de détection peuvent être agencés pour détecter une variation de pression induite par la présence d'une partie de la peau de l'usager ; > ses moyens de détection peuvent comprendre un capteur piézoélectrique ; - elle peut comprendre des moyens d'avertissement agencés, en cas d'actionnement par l'usager, pour en informer les moyens de commande. Dans ce cas, ses moyens de commande peuvent être agencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage contacté 1 o lorsqu'ils sont informés par les moyens d'avertissement d'un actionnement, en l'absence d'une détection d'interaction ; > la première extrémité de la manette peut comprendre les moyens d'avertissement ; - elle peut comprendre huit éléments de couplage placés les uns à côté des 15 autres dans une zone annulaire entourant la seconde extrémité de la manette. L'invention propose également un système offrant au moins une fonction contrôlable par des commandes, et comprenant au moins une interface homme/machine du type de celle présentée ci-avant et propre à 20 générer les commandes. Un tel système peut, par exemple, être un véhicule, éventuellement de type automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 25 lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'une console centrale de véhicule automobile équipée d'un exemple de réalisation d'une interface homme/machine selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan 30 horizontal situé au niveau des éléments de couplage, l'interface homme/machine de la figure 1, et la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe selon l'axe III- III de la figure 2, l'interface homme/machine de la figure 1. L'invention a pour but de proposer une interface homme/machine I destinée à commander au moins une fonction d'un système. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le système est un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système assurant au moins une fonction qui peut être contrôlée au moyen d'une interface homme/machine I. Par conséquent, elle concerne également et notamment tous les véhicules, quel qu'en soit le type (terrestre, maritime (ou fluvial) ou arien), les appareils et dispositifs multifonctions, les installations industrielles, les appareils de diffusion de musique (chaines hifi, baladeurs), les télécommandes de télévision, de chaine hifi, d'ordinateurs (fixes ou portables) ou de modèles réduits, et les consoles de jeux vidéo. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'interface homme/machine I est destinée à permettre au conducteur d'un véhicule et au passager avant de ce dernier de déplacer un curseur dans une carte géographique et/ou de naviguer dans un menu principal et dans ses sous-menus afin de sélectionner des éléments qu'ils comportent et qui sont associés à des fonctions offertes par le véhicule et certains de ses équipements, comme par exemple les fonctions multimédia embarquées et/ou les fonctions de navigation embarquées et/ou des fonctions de contrôle de dynamique ou de source d'énergie ou encore de chauffage/climatisation. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. On a schématiquement illustré sur la figure 1 un exemple d'interface homme/machine I, selon l'invention, installée sur la face supérieure d'une console centrale CC, qui est elle-même installée dans l'habitacle d'un véhicule entre les sièges (non représentés) du conducteur et du passager avant. On notera que l'interface homme/machine I est ici préférentiellement installée en amont d'un accoudoir central AC (éventuellement coulissant), et en aval d'un éventuel levier ou organe de commande de la boîte de vitesses (non représenté). Bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 1, dans cet exemple non limitatif, l'interface (homme/machine) I est couplée à un écran d'affichage du véhicule, par exemple installé dans la planche de bord dans une position sensiblement centrale. On notera que l'interface I pourrait être située juste à côté de l'écran d'affichage, notamment et non limitativement lorsque le système n'est pas un véhicule automobile.

Comme cela est illustré sur les figures 1 à 3, une interface I, selon l'invention, comprend au moins une manette M et des moyens de commande MC. La manette M comporte une tige (ou un axe) T terminé(e) par des première EM1 et seconde EM2 extrémités opposés. La première extrémité EM1 est actionnable par un usager (c'est-à-dire qu'elle peut être saisie et déplacée suivant au moins une direction et au moins deux sens opposés de cette direction). La seconde extrémité EM2 est propre à contacter un élément de couplage Ei, qui est choisi parmi au moins deux, en cas d'actionnement correspondant de la première extrémité EM1 par un usager.

Chaque élément de couplage Ei est associé à une fonction ou à un paramètre prédéfini d'une fonction. Par ailleurs, chaque élément de couplage Ei peut être un circuit électronique ou un composant électronique chargé de délivrer une information (par exemple sous la forme d'un signal électrique (courant ou tension)) lorsqu'il est contacté par la seconde extrémité EM2.

Selon l'invention, la première extrémité EM1 de la manette M comprend des moyens de détection MD placés juste derrière une enveloppe externe EE et agencés, lorsqu'il détectent une interaction d'une partie de la peau d'un usager avec eux, via cette enveloppe externe EE, pour en informer les moyens de commande MC, par génération d'une information (par exemple sous la forme d'un signal électrique (courant ou tension)). On notera que cette enveloppe externe EE de la première extrémité EM1 de la manette M est de préférence non conductrice électriquement. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2, l'interface I comprend huit éléments de couplage Ei (i = 1 à 8) placés les uns à côté des autres dans une zone annulaire qui entoure la seconde extrémité EM2 de la manette M, de manière à détecter huit déplacements différents de la première extrémité EM1 selon quatre directions désorientées de 45° les unes par rapport aux autres et selon deux sens opposés suivant chacune de ces quatre directions. Les combinaisons de ces quatre directions et de leurs deux sens opposés sont matérialisées sur la figure 1 par les huit flèches placées autour de la tige T. Mais le nombre d'éléments de couplage Ei peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à deux.

Les moyens de commande MC sont agencés pour générer une commande cd qui est fonction d'un élément de couplage Ei qui a été contacté, lorsqu'ils sont informés simultanément par les moyens de détection MD de la détection d'une interaction (avec la partie de peau de l'usager). Par conséquent, lorsque les moyens de commande MC reçoivent sensiblement simultanément d'un élément de couplage Ei une information signalant qu'il vient d'être contacté (ou est contacté), et des moyens de détection MD une information signalant qu'ils ont détecté une interaction avec la partie de peau de l'usager, alors ils génèrent une commande cd fonction de cet élément de couplage Ei contacté. En revanche, lorsque les moyens de commande MC reçoivent d'un élément de couplage Ei une information signalant qu'il vient d'être contacté (ou est contacté), mais ne reçoivent pas sensiblement simultanément d'information signalant la détection d'une interaction par les moyens de détection MD, alors ils ne génèrent pas de commande. De même, lorsque les moyens de commande MC reçoivent des moyens de détection MD une information signalant la détection d'une interaction, mais ne reçoivent pas sensiblement simultanément d'information signalant un contact avec la seconde extrémité EM2 d'un élément de couplage Ei, alors ils ne génèrent pas de commande. Plusieurs modes de réalisation peuvent être envisagés pour les moyens de détection MD. Dans un premier mode de réalisation, les moyens de détection MD peuvent être agencés pour détecter une variation de résistance qui est induite par la présence d'une partie de la peau de l'usager sur la face externe de l'enveloppe externe EE dans la zone qui est située devant eux.

A cet effet, les moyens de détection MD peuvent, par exemple, comprendre un circuit électronique comprenant un commutateur dont l'état (ouvert ou fermé) dépend de la résistance existant entre deux électrodes métalliques. Lorsqu'un doigt d'un usager se retrouve placé entre ces deux électrodes métalliques, cela diminue la résistance du fait de la résistance associée au potentiel électrique de la peau, et donc cela induit le placement du commutateur dans son état fermé, ce qui permet de générer une information de détection. Par exemple, les deux électrodes peuvent être placées contre la face interne de l'enveloppe externe EE dans une partie avant d'une face latérale ou supérieure de la première extrémité EM1 de la manette M. Par ailleurs, le commutateur peut, par exemple, être réalisé à partir d'une paire de transistors de type Darlington, avec la base de l'un connecté à l'une des deux électrodes. En variante, on peut utiliser un 1 o transistor à effet de champ et à canal N (de type MOSFET) dont la porte est connectée à l'une des électrodes, tandis que l'autre électrode est connectée à une tension positive via une résistance. Dans un deuxième mode de réalisation, les moyens de détection MD peuvent être agencés pour détecter une variation de capacitance qui est 15 induite par la présence d'une partie de la peau de l'usager sur la face externe de l'enveloppe externe EE dans la zone qui est située devant eux. A cet effet, les moyens de détection MD peuvent, par exemple, comprendre un circuit électronique comprenant un commutateur dont l'état (ouvert ou fermé) dépend de la capacitance d'une électrode métallique. 20 Lorsqu'un doigt d'un usager se retrouve placé entre ses deux électrodes métalliques, cela augmente la capacitance du fait de la capacitance de la peau, et donc cela induit le placement du commutateur dans son état fermé, ce qui permet de générer une information de détection. Par exemple, l'électrode peut être placée contre la face interne de l'enveloppe externe EE 25 dans une partie avant d'une face latérale ou supérieure de la première extrémité EM1 de la manette M. Dans un troisième mode de réalisation, les moyens de détection MD peuvent être agencés pour détecter une variation de pression qui est induite par la pression exercée par une partie de la peau de l'usager sur la face 30 externe de l'enveloppe externe EE dans la zone qui est située devant eux. A cet effet les moyens de détection MD peuvent, par exemple, comprendre un circuit électronique comprenant un commutateur dont l'état (ouvert ou fermé) dépend de l'intensité du courant qui le traverse et qui est fonction de l'état dans lequel est placé un capteur piézoélectrique. Il est rappelé que le courant qui traverse un capteur piézoélectrique dépend de la contrainte en pression qu'il subit. Lorsqu'un doigt d'un usager se retrouve appliqué contre un tel capteur piézoélectrique, cela fait varier sa courbure du fait de la pression exercée, et donc cela induit le placement du commutateur dans son état fermé, ce qui permet de générer une information de détection. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, que l'interface I peut comprendre des moyens d'avertissement MA agencés, lorsqu'ils sont volontairement actionnés par l'usager, pour en informer les moyens de commande MC, par génération d'une information (par exemple sous la forme d'un signal électrique (courant ou tension)). Dans ce cas, les moyens de commande MC sont agencés pour générer une commande cd qui est fonction de l'élément de couplage qui a été contacté lorsqu'ils sont informés par les moyens d'avertissement MA d'un actionnement, alors même qu'aucune interaction n'a été détectée par les moyens de détection MD. Cette option est destinée à permettre l'utilisation de l'interface I par un usager ganté. Comme illustré, ces moyens d'avertissement MA peuvent être au moins partiellement implantés sur la face supérieure de la première extrémité EM1 de la manette M, de manière à pouvoir être facilement actionnés par l'usager. En variante, ils peuvent être implantés sur la face supérieure du boîtier B, à proximité du lieu de passage de la tige T de la manette M. Par exemple, les moyens d'avertissement MA peuvent comprendre un circuit électronique comprenant un actionneur qui laisse passer un courant lorsqu'il est actionné une première fois par un usager, puis empêche le courant de circuler lorsqu'il est actionné une seconde fois par l'usager. Par conséquent, lorsqu'un courant circule dans le circuit électronique, ce dernier génère une information d'avertissement destinée aux moyens de commande MC.

On notera également, bien que cela n'apparaisse pas sur les figures que l'interface I peut éventuellement comprendre au moins un autre actionneur propre à être actionné par l'usager pour valider ou sélectionner un élément (par exemple d'un sous-menu) présélectionné par un déplacement de la manette M. Chaque autre actionneur peut, par exemple, être implanté sur la face supérieure du boîtier B, à proximité du lieu de passage de la tige T de la manette M.

Claims

REVENDICATIONS1. Interface homme/machine (I) pour commander au moins une fonction d'un système, ladite interface (I) comprenant une manette (M), comportant une première extrémité (EM1) actionnable et une seconde extrémité (EM2) propre à contacter un élément de couplage (Ei) choisi parmi au moins deux en cas d'actionnement correspondant de ladite première extrémité (EM1) par un usager, et des moyens de commande (MC) agencés 1 o pour générer une commande fonction dudit élément de couplage (Ei) contacté, caractérisée en ce que ladite première extrémité (EM1) comprend des moyens de détection (MD) placés juste derrière une enveloppe externe (EE) et agencés, en cas de détection d'une interaction d'une partie de la peau dudit usager avec eux (MD), via ladite enveloppe externe (EE), pour en 15 informer lesdits moyens de commande (MC), et en ce que lesdits moyens de commande (MC) sont agencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage (Ei) contacté lorsqu'ils sont informés simultanément par lesdits moyens de détection (MD) de la détection de ladite interaction.
2. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits 20 moyens de détection (MD) sont agencés pour détecter une variation de résistance induite par la présence d'une partie de la peau dudit usager.
3. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de détection (MD) sont agencés pour détecter une variation de capacitance induite par la présence d'une partie de la peau dudit usager. 25
4. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de détection (MD) sont agencés pour détecter une variation de pression induite par la présence d'une partie de la peau dudit usager.
5. Interface selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de détection (MD) comprennent un capteur piézoélectrique. 30
6. Interface selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'avertissement (MA) agencés, en cas d'actionnement par ledit usager, pour en informer lesdits moyens de commande (MC), et en ce que lesdits moyens de commande (MC) sontagencés pour générer une commande fonction d'un élément de couplage (Ei) contacté lorsqu'ils sont informés par lesdits moyens d'avertissement (MA) dudit actionnement, en l'absence d'une détection d'interaction.
7. Interface selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite première extrémité (EM1) comprend lesdits moyens d'avertissement (MA).
8. Interface selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend huit éléments de couplage (Ei) placés les uns à côté des autres dans une zone annulaire entourant ladite seconde extrémité (EM2).
9. Système offrant au moins une fonction contrôlable par des la commandes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une interface homme/machine (I) selon l'une des revendications précédentes et propre à générer lesdites commandes.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est agencé sous la forme d'un véhicule.