FR3033759A1

FR3033759A1 - DRIVING WHEEL WITH SENSORS ON BRANCHES

Info

Publication number: FR3033759A1
Application number: FR1559111A
Authority: FR
Inventors: Pascal Clochard
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-09-23

Abstract

Volant de conduite (8) d'un véhicule automobile, comprenant une portion centrale (81), une jante (82) et une ou plusieurs branche(s) (5,6) interposée(s) entre la jante et la portion centrale, la(les) branche(s) comprenant une face antérieure (11) visible du conducteur du véhicule et une face postérieure (12), une pluralité de capteurs antérieurs (21) agencés sur une face antérieure, au moins un capteur postérieur (22) agencé sur une face postérieure, les capteurs antérieurs étant destinés à détecter un pouce d'un utilisateur et, au moins un capteur postérieur (22) étant destiné à détecter quasi simultanément un autre doigt de l'utilisateur, ceci afin de détecter une commande volontaire de l'utilisateur sur la face antérieure d'une branche de volantDriving wheel (8) of a motor vehicle, comprising a central portion (81), a rim (82) and one or more legs (5,6) interposed between the rim and the central portion, the branch (s) comprising a front face (11) visible from the driver of the vehicle and a rear face (12), a plurality of front sensors (21) arranged on an anterior face, at least one rear sensor (22) arranged on a posterior face, the previous sensors being intended to detect a thumb of a user and, at least one posterior sensor (22) being intended to detect almost simultaneously another finger of the user, this in order to detect a voluntary command of the user on the front side of a steering wheel branch

Description

1 La présente invention est relative aux volants de conduite pour véhicule, notamment les volants de conduite équipés de boutons et capteurs notamment pour une fonction d'interface homme-machine. L'invention vise aussi des procédés d'utilisation de tels capteurs.The present invention relates to steering wheels for a vehicle, in particular steering wheels equipped with buttons and sensors, in particular for a human-machine interface function. The invention also relates to methods of using such sensors.

Il est déjà bien connu de disposer des boutons de commande dans les branches du volant agencées entre la portion centrale et la jante du volant, par exemple pour commander les fonctions audio et/ou communication ou encore la fonction régulation/limitation de vitesse. Cependant, cette solution n'est pas souple car les boutons sont dédiés.It is already well known to have control buttons in the steering wheel branches arranged between the central portion and the rim of the steering wheel, for example to control the audio and / or communication functions or the regulation / speed limitation function. However, this solution is not flexible because the buttons are dedicated.

On connaît aussi du document EP 2 607 142 des boutons contextuels (c'est-à-dire reconfigurables suivant les fonctions affichées dans certaines zones du combiné d'instruments). Cependant, il s'avère que le conducteur peut appuyer par erreur sur la zone des boutons contextuels, ce qui peut conduire à une commande involontaire. De plus, une utilisation normale de ces boutons implique que le conducteur ait un contact visuel même furtif avec ces boutons, ce qui n'est pas souhaitable dans certaines conditions. Les inventeurs ont identifié un besoin d'améliorer encore les interfaces homme-machine qui utilisent une interaction du conducteur sur le volant. Plus précisément, il est proposé un volant de conduite d'un véhicule automobile, comprenant une portion centrale, une jante et une ou plusieurs branche(s) interposée(s) entre la jante et la portion centrale, la(les) branche(s) comprenant une face antérieure visible du conducteur du véhicule, et à l'opposé une face postérieure, une pluralité de capteurs antérieurs agencés sur la face antérieure d'une branche, au moins un capteur postérieur, agencé sur une face postérieure de la même branche ou d'une autre branche, les capteurs antérieurs étant destinés à détecter la présence et/ou la pression et/ou la position d'un pouce d'un utilisateur et le (ou les) capteur(s) postérieur(s) étant destiné(s) à détecter quasi simultanément la présence et/ou la pression d'un autre doigt de l'utilisateur, ceci afin de détecter une commande volontaire de l'utilisateur sur la face antérieure d'une branche de volant.Also known from EP 2 607 142 are contextual buttons (that is to say, reconfigurable according to the functions displayed in certain areas of the instrument cluster). However, it turns out that the driver can mistakenly press the area of the contextual buttons, which can lead to an involuntary command. In addition, normal use of these buttons implies that the driver has even stealthy visual contact with these buttons, which is undesirable under certain conditions. The inventors have identified a need to further improve the man-machine interfaces that use driver interaction on the steering wheel. More specifically, it is proposed a driving wheel of a motor vehicle, comprising a central portion, a rim and one or more branch (s) interposed (s) between the rim and the central portion, the (the) branch (s) ) comprising a visible anterior face of the driver of the vehicle, and opposite a rear surface, a plurality of prior sensors arranged on the front face of a branch, at least one rear sensor, arranged on a rear face of the same branch or another branch, the previous sensors being intended to detect the presence and / or the pressure and / or the position of a thumb of a user and the (or the) sensor (s) posterior (s) being intended (S) to detect almost simultaneously the presence and / or the pressure of another finger of the user, this in order to detect a voluntary command of the user on the front face of a steering wheel branch.

Grâce à ces dispositions, un mouvement du pouce comme un glissement ou un « double clic » peut ainsi être détecté de façon sûre comme une commande volontaire validée par la détection de l'autre doigt. On obtient une interaction par une gestuelle simple et intuitive sur le volant en interaction avec le combiné d'instruments ou un autre dispositif d'affichage ou un système 35 de commande ou de communication du véhicule. 3033759 2 Par exemple, un glissement vers le haut peut signifier une augmentation du volume audio. Par exemple, un « double clic » signifiera une validation, et ainsi de suite.... Avantageusement, le conducteur garde les mains en prise sur le volant, ce qui garantit un bon contrôle du volant de direction. 5 Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - les capteurs antérieurs et/ou les capteurs postérieurs peuvent être de type capacitif ; ce qui facilite leur intégration dans une branche du volant. - la pluralité de capteurs antérieurs peut former une nappe de détection capacitive 10 ou un pavé tactile. On peut ainsi détecter avec précision les positions successives du pouce sur la zone de captation antérieure. - la pluralité de capteurs antérieurs et le (ou les) capteur(s) postérieur(s) peuvent être agencés sur la même branche du volant. Une commande volontaire effectuée par une seule main est ainsi proposée par une action de type 15 pincement sur une branche de volant. - on peut prévoir un capteur postérieur unique par branche. Ceci forme une solution simple pour la zone de détection postérieure, là où on n'a pas besoin de précision particulière. - le capteur postérieur unique de branche peut être un contacteur large. 20 Moyennant quoi celui-ci fournit avantageusement un retour d'information non ambigu à l'utilisateur pour le capteur postérieur qui n'est pas visible par l'utilisateur. - les capteurs antérieurs peuvent être des roulettes. Ceci permet de sélectionner de façon non ambiguë une option dans un menu déroulant par exemple. 25 Par ailleurs, l'invention vise aussi un procédé d'interaction utilisable dans une interface homme-machine d'un véhicule automobile comprenant un volant de conduite, le procédé comprenant les étapes suivantes : - détecter, la présence et/ou la pression et/ou la position d'un pouce d'un utilisateur grâce une pluralité de capteurs antérieurs agencés sur une face 30 antérieure d'une branche du volant, - détecter quasi simultanément un autre doigt de l'utilisateur grâce à au moins un capteur postérieur agencé sur une face postérieure d'une branche du volant ; moyennant quoi les mêmes avantages que ceux décrits ci-dessus pour le volant sont obtenus.With these features, a thumb movement such as a slip or a "double click" can thus be reliably detected as a voluntary command validated by the detection of the other finger. Interaction is achieved by simple and intuitive steering on the steering wheel interacting with the instrument cluster or other display device or vehicle control or communication system. 3033759 2 For example, sliding up may mean an increase in audio volume. For example, a "double click" will mean a validation, and so on .... Advantageously, the driver keeps his hands engaged on the steering wheel, which ensures good control of the steering wheel. In various embodiments of the method according to the invention, one or more of the following arrangements may also be used: the anterior sensors and / or the rear sensors may be of the capacitive type ; which facilitates their integration into a branch of the steering wheel. the plurality of prior sensors may form a capacitive sensing mat or a touch pad. It is thus possible to accurately detect the successive positions of the thumb on the previous capture area. the plurality of previous sensors and the rear sensor (s) can be arranged on the same branch of the steering wheel. Voluntary control by one hand is thus provided by a pinch action on a steering wheel limb. a single posterior sensor can be provided per branch. This forms a simple solution for the posterior detection zone, where no particular precision is needed. - The single rear branch sensor can be a wide contactor. With this, it advantageously provides unambiguous feedback to the user for the posterior sensor which is not visible to the user. the previous sensors may be rollers. This makes it possible to unambiguously select an option from a drop-down menu for example. Furthermore, the invention also aims at an interaction method that can be used in a man-machine interface of a motor vehicle comprising a driving wheel, the method comprising the following steps: detecting the presence and / or the pressure and or the position of one inch of a user thanks to a plurality of prior sensors arranged on one front face of a branch of the steering wheel, to detect almost simultaneously another user's finger thanks to at least one rear sensor arranged on a rear side of a branch of the steering wheel; whereby the same advantages as those described above for the steering wheel are obtained.

Avantageusement, on détecte la position du pouce sur la branche ainsi que son évolution au cours du temps ; de sorte que l'on peut identifier sans ambiguïté des 3033759 3 mouvements volontaires du pouce comme un glissement vers la droite, vers la gauche, vers le haut, vers le bas, etc. De plus avantageusement, on peut détecter un « double clic » du pouce et/ou un mouvement de glissement/déplacement d'un objet sélectionné.Advantageously, it detects the position of the thumb on the branch and its evolution over time; so that one can unambiguously identify voluntary movements of the thumb as a shift to the right, to the left, up, down, and so on. In addition, it is possible to detect a "double click" of the thumb and / or a sliding movement / movement of a selected object.

5 D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels : - la figure 1 représente une vue de côté d'un volant de conduite de véhicule, 10 - la figure 2 représente une vue de face du volant de la figure 1, - la figure 3 représente une vue arrière en perspective du volant de la figure 1, - la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une branche du volant de la figure 1, 15 - la figure 5 représente une vue utilisateur du système, - la figure 6 illustre quelques mouvements type du pouce sur une zone de détection, - la figure 7 illustre un schéma bloc d'un système incluant le volant de conduite de véhicule de la figure 1, 20 La figure 5 représente la zone centrale d'un poste de conduite de véhicule depuis le point de vue du conducteur (en situation de conduite en ligne droite). Dans le poste de conduite, en face du conducteur, on trouve un combiné d'instruments 1 qui, dans le cas présent comporte une (ou plusieurs) zone d'affichage digitale 19 (LCD ou pixelisée), un volant 8 de direction pour diriger le véhicule, le volant étant monté à rotation 25 autour de l'axe X et comprenant une jante 82. Le combiné d'instruments 1 forme un dispositif d'affichage qui peut en outre comprendre divers témoins, voyants, cadrans, connus en soi. Par ailleurs, il y a d'autres dispositifs d'affichage et d'autres dispositifs de commande qui se trouvent dans le champ de vision générale du conducteur lorsque 30 celui-ci conduit. Le paramètre à ajuster peut être un de ceux des systèmes embarqués à bord du véhicule, comme par exemple l'autoradio, la climatisation, le système de régulation de distance, etc. Le volant 8 comprend une portion centrale 81 qui renferme habituellement au moins un sac gonflable de protection (« airbag » en anglais) du conducteur.Other aspects, objects and advantages of the invention will appear on reading the following description of one of its embodiments, given by way of non-limiting example. The invention will also be better understood with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a side view of a vehicle steering wheel, FIG. 2 represents a front view of the steering wheel of FIG. FIG. 3 represents a rear perspective view of the steering wheel of FIG. 1; FIG. 4 represents a cross-sectional view of a branch of the steering wheel of FIG. 1; FIG. FIG. 6 illustrates a typical thumb movement on a detection zone; FIG. 7 illustrates a block diagram of a system including the vehicle steering wheel of FIG. 1; FIG. 5 shows the central zone of FIG. a driver's seat from the point of view of the driver (when driving in a straight line). In the driver's compartment, in front of the driver, there is an instrument cluster 1, which in this case comprises one (or more) digital display area 19 (LCD or pixelated), a steering wheel 8 for steering the vehicle, the steering wheel being rotatably mounted about the X axis and including a rim 82. The instrument cluster 1 forms a display device which may further comprise various tell-tales, indicators, dials, known per se. On the other hand, there are other display devices and other control devices that are in the general field of view of the driver as he drives. The parameter to be adjusted may be one of those systems on board the vehicle, such as the car radio, air conditioning, remote control system, etc. The flywheel 8 comprises a central portion 81 which usually encloses at least one airbag in the driver's seat.

35 Dans l'exemple représenté aux figures, la portion centrale 81 et la jante 82 sont reliées par trois branches 5, 6, 7, (branche gauche 5, branche droite 6, branche 3033759 4 inférieure 7) mais toutefois le nombre de branches peut être de quatre ou même deux sans exclure le cas d'un volant mono-branche. Dans le présent document, il faut comprendre par « branche » non seulement un élément structurel qui relie la portion centrale à la jante, mais aussi toute excroissance 5 en porte-à-faux reliée soit à la portion centrale 81, soit à la jante 82, sans que cette excroissance ne joue un rôle structurel. Comme illustré aux figures 1 à 6, le volant 8 comprend un dispositif de détection 2 dont l'objet principal est de détecter une commande volontaire du conducteur utilisant un de ses pouces. Dans la description qui suit, on désigne par MG la main 10 gauche du conducteur, MD la main droite du conducteur, P un de ses pouces, F un de ses autres doigts, par exemple l'index ou le majeur. Selon l'exemple illustré, la branche gauche 5 présente une face antérieure 11 généralement visible du conducteur, et du côté opposé par rapport au conducteur une face postérieure 12 non visible du conducteur en conditions de conduite normale.In the example shown in the figures, the central portion 81 and the rim 82 are connected by three branches 5, 6, 7, (left branch 5, right branch 6, branch 3033759 4 lower 7), but however the number of branches can be four or even two without excluding the case of a mono-branch steering wheel. In the present document, the term "branch" is intended to mean not only a structural element which connects the central portion to the rim, but also any cantilevered outcrop connected either to the central portion 81 or to the rim 82 , without this outgrowth plays a structural role. As illustrated in Figures 1 to 6, the steering wheel 8 comprises a detection device 2 whose main purpose is to detect a voluntary command of the driver using one of his thumbs. In the description which follows, MG is the left hand of the driver, MD the right hand of the driver, one of his thumbs, F one of his other fingers, for example the index or middle finger. According to the illustrated example, the left leg 5 has a generally visible front face 11 of the driver, and the opposite side relative to the driver a rear face 12 not visible driver in normal driving conditions.

15 Sur la face antérieure 11, on prévoit une zone de détection 31 avec une pluralité de capteurs antérieurs 21. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'une détection de type capacitif, donc la zone de détection 31 est formée comme une surface tactile équipée d'une matrice de points de détection capacitive.On the front face 11, there is provided a detection zone 31 with a plurality of prior sensors 21. In the example illustrated, it is a capacitive type of detection, so the detection zone 31 is formed as a touch surface equipped with a matrix of capacitive detection points.

20 Cette détection capacitive matricielle peut être réalisée par un dispositif qui se présente sous la forme d'une nappe de détection capacitive, comme connu en soi notamment dans le domaine des écrans/surfaces tactiles. Cette nappe de détection peut contenir des capteurs discrets et/ou binaires. La détection capacitive matricielle peut également être réalisée sous forme 25 d'un pavé tactile qui permet de déterminer une position analogique quelconque X, Y d'un objet au contact (ici en l'occurrence un pouce P) sur la zone de détection 31. Avantageusement, cette position est obtenue par quatre mesures. Par exemple, comme illustrée à la figure 6, cette nappe peut être formée par un réseau matriciel de lignes et colonnes comme connu en soi.This capacitive matrix detection can be performed by a device which is in the form of a capacitive detection layer, as known per se, in particular in the field of screens / tactile surfaces. This detection sheet may contain discrete and / or binary sensors. The matrix capacitive detection can also be carried out as a touchpad which makes it possible to determine any analog X, Y position of an object in contact (here in this case an inch P) on the detection zone 31. Advantageously, this position is obtained by four measurements. For example, as illustrated in FIG. 6, this sheet may be formed by a matrix network of rows and columns as known per se.

30 La branche droite 6 peut être également équipée d'une face antérieure munie d'une pluralité de capteurs 23 formant une zone de détection 33 et d'une face postérieure munie d'au moins un capteur postérieur 24. On note que le terme « capteur » est employé ici dans une acception large, c'est-à-dire cela désigne tout détecteur ou élément de détection, quelle que soit sa 35 technologie. On remarque qu'il peut être prévu des repères visuels correspondant à la fonction des capteurs antérieurs, et une délimitation visuelle de la zone de détection.The right branch 6 may also be equipped with an anterior face provided with a plurality of sensors 23 forming a detection zone 33 and a posterior face provided with at least one posterior sensor 24. It is noted that the term " The sensor is used here in a broad sense, that is, any detector or sensing element, whatever its technology. Note that there can be provided visual cues corresponding to the function of the previous sensors, and a visual boundary of the detection zone.

3033759 5 Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 3, le pouce gauche P de l'utilisateur est en contact sur la zone de détection 31 et le majeur est un contact sur le capteur postérieur 22. Avantageusement, la zone de détection postérieure comprend un seul et 5 unique capteur 22; toutefois il n'est pas exclu de disposer un capteur en partie haute et un capteur en partie basse, voire plus de deux capteurs. Selon une variante, le capteur postérieur est formé par un bouton physique ; de préférence un bouton physique unique sous forme d'un contacteur large. Comme illustré à la figure 6, parmi les commandes simples les plus usuelles, 10 on trouve un glissement vers la droite 71, un glissement vers la gauche 72, un glissement vers le haut 73, un glissement vers le bas 74, un pointage simple 75 ou un « double clic », une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre 76, une rotation dans le sens inverse. Comme illustré à la figure 7, une unité de commande 9 est en charge de traiter les signaux en provenance des capteurs 21 à 24, de déterminer les mouvements 15 effectués par le pouce P du conducteur, d'envoyer des informations concernant les mouvements validés vers le combiné d'instruments 1 ou une autre entité pilotée par l'interface homme-machine. L'unité de commande 9 peut être agencée à l'intérieur du volant et communiquer avec le combiné d'instruments 1 par une liaison sans fil courte portée par exemple, ou bien par une jointure à contact(s) tournant(s).In the example illustrated in FIGS. 1 to 3, the left thumb P of the user is in contact on the detection zone 31 and the middle finger is a contact on the posterior sensor 22. Advantageously, the posterior detection zone comprises a single and a single sensor 22; However, it is not excluded to have a sensor at the top and a sensor at the bottom, or more than two sensors. According to one variant, the posterior sensor is formed by a physical button; preferably a single physical button in the form of a wide contactor. As illustrated in FIG. 6, among the most usual simple controls, there is a sliding to the right 71, a sliding to the left 72, an upward sliding 73, a sliding down 74, a simple pointing 75 or a "double click", a clockwise rotation 76, a rotation in the opposite direction. As illustrated in FIG. 7, a control unit 9 is in charge of processing the signals coming from the sensors 21 to 24, to determine the movements made by the driver's thumb P, to send information concerning the validated movements towards the the instrument cluster 1 or another entity controlled by the man-machine interface. The control unit 9 may be arranged inside the steering wheel and communicate with the instrument cluster 1 by a short-range wireless link for example, or by a contact joint (s) rotating (s).

20 On remarque que, en alternative à la nappe de détection décrite ci-dessus, les capteurs antérieurs 21 peuvent être des boutons physiques, bouton-poussoir ou basculeur ou encore des roulettes, sans exclure un mini joystick. Dans cette configuration, c'est la pression du pouce P qu'on détecte sans forcément déterminer l'évolution de la position du pouce P.Note that, as an alternative to the detection web described above, the prior sensors 21 may be physical buttons, push-button or rocker or wheels, without excluding a mini joystick. In this configuration, the pressure of the thumb P is detected without necessarily determining the evolution of the position of the thumb P.

25 En revenant à la configuration d'une nappe de détection ou d'un pavé tactile, le pouce peut être détecté en contact direct avec la surface de la branche du volant, il peut aussi être détecté à proximité immédiate sans forcément être au contact. Grâce aux dispositions décrites ci-dessus, l'utilisateur peut utiliser son pouce gauche, son pouce droite, voire les deux en même temps, avec une activation simultanée 30 du capteur postérieur correspondant afin de valider la commande faite grâce au(x) pouce(s). Les commandes ainsi obtenues sont utilisables dans une interface homme-machine contextuelle pour une ou plusieurs fonctions liées à la conduite du véhicule et/ou aux équipements de confort et/ou aux équipements de communication. Avantageusement, certains conducteurs présentent une bonne agilité des pouces 35 consécutivement à une utilisation importante de manettes de jeux vidéo et/ou de téléphones intelligents (« Smartphones » en anglais).Returning to the configuration of a detection sheet or a touchpad, the thumb can be detected in direct contact with the surface of the steering wheel branch, it can also be detected in the immediate vicinity without necessarily being in contact. Thanks to the arrangements described above, the user can use his left thumb, his right thumb, or both at the same time, with simultaneous activation of the corresponding posterior sensor in order to validate the command made by the thumb. s). The commands thus obtained can be used in a contextual human-machine interface for one or more functions related to the driving of the vehicle and / or the comfort equipment and / or the communication equipment. Advantageously, some drivers have a good agility of 35 inches consecutively to a large use of video game controllers and / or smartphones ("smartphones" in English).

Claims

REVENDICATIONS1. Driving wheel (8) of a motor vehicle, comprising a central portion (81), a rim (82) and one or more limbs (5,6) interposed (s) between the rim (82) and the central portion (81), the branch (s) (5, 6) comprising a front face (11) visible from the driver of the vehicle, and the opposite, a rear face (12), a plurality of previous sensors (21) arranged on the anterior face (11) of a limb (5, 6), characterized in that at least one posterior sensor (22) is provided on a posterior face (12) of the same limb or another branch, the previous sensors (21) being intended to detect the presence and / or the pressure and / or the position of a thumb (P) of a user and at least one rear sensor (22) being intended to detect almost simultaneously the presence and / or the pressure of another finger (F) of the user, in order to detect a voluntary command of the user on the anterior face (11) a steering wheel limb (5, 6) (8).

2. Driving wheel according to claim 1, wherein the front sensors (21) and / or the rear sensors (22) are capacitive type.

The steering wheel according to claim 2, wherein the plurality of prior sensors (21) form a capacitive sensing web or a touch pad.

4. Steering wheel according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of prior sensors (21) and the (or) sensor (s) posterior (s) (22) 20 are arranged on the same branch (5, 6) of the steering wheel (8).

Driving wheel according to any one of claims 1 to 4, in which there is a single rear sensor (22) per branch (5,

6). A steering wheel according to claim 5, wherein the rear leg sensor (22) is a wide contactor (5, 6). 25

The steering wheel according to claim 1, wherein the front sensors (21) are rollers.

8. A method usable in a human-machine interface of a motor vehicle comprising a steering wheel (8), the method comprising the following steps: - detect, presence and / or pressure and / or position of a thumb (P) of a user thanks to a plurality of anterior sensors (21) arranged on an anterior face (11) of a limb (5, 6) of the flywheel (8), - to simultaneously detect another finger (F) of the user through at least one rear sensor (22) arranged on a rear face (12) of a limb (5, 6) of the flywheel (8). 3033759 7

9. The method of claim 8, wherein the position of the thumb (P) on the branch (5, 6) and its evolution over time is detected.

The method of claim 9, wherein a "double click" of the thumb (P) and / or a thumb slip (P) is detected.