SENS OPPOSES

L'invention se rattache au secteur technique des moyens de commande pour le déplacement d'un élément, notamment en translation et selon deux sens de direction opposés.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'automobile.

Il est notoirement connu, notamment dans le domaine informatique, d'utiliser, pour se déplacer dans un document qui apparaît sur l'écran, un organe dénommé souris. Cette souris présente une molette rotative pour se déplacer, notamment vers le haut ou vers le bas du document, suivant le sens de rotation et pour permettre de faire défiler le document qui apparaît à l'écran. Un entraînement en rotation à plus ou moins grande vitesse par le doigt de l'utilisateur de la molette permet, d'une manière concomitante, un déplacement plus ou moins rapide dans le document.

Pour l'essentiel, d'une manière parfaitement connue pour l'homme du métier, la molette est montée en combinaison avec une roue dentée permettant de réaliser des crans en liaison avec une lame ou ressort associé à une bille. Par exemple, le nombre de crans peut être de 24 permettant, d'une manière correspondante, un déplacement pas à pas de la molette en regard d'une roue encodeuse dentée de 48 fentes. Toujours d'une manière connue et, à titre d'exemple indicatif nullement limitatif, pour transformer le mouvement mécanique rotatif de la molette en signal électrique pour assurer la commande souhaitée, en combinaison avec la roue encodeuse dentée, est montée une diode luminescente infrarouge et des phototransistors ou autres capteurs optiques permettant d'avoir une information sur le sens de rotation de la molette.

Dans l'exemple indiqué de 24 crans, le passage d'un cran réalise une rotation de la molette de 15 degrés (360/24). La roue dentée étant, toujours dans l'exemple indiqué, composée de 48 crans, le passage d'un cran réalise donc le passage de deux fentes.

D'une manière générale, l'effort nécessaire pour passer un cran est déterminé pour interdire un passage de cran lorsque le doigt de l'utilisateur n'est plus en contact avec la molette. A partir de cette conception, pour faire défiler en continu le document, il convient de soumettre la molette à une succession d'entraînement en rotation dans un sens ou dans l'autre par le doigt de l'utilisateur. Le déplacement obtenu est malgré tout relativement lent.

Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé une solution permettant à la molette d'être entraînée par l'utilisateur, par un effet d'inertie, en ce sens que la molette est entraînée librement en rotation en échappant l'action des crans.

Une solution de ce type ressort, par exemple, de l'enseignement des documents US 2007/0146311 et US 2007/0146324 qui décrivent une souris dont la molette peut être entraînée en rotation selon un fonctionnement dit pas à pas, en fonction du nombre de crans, comme indiqué précédemment, ou bien librement par inertie, après avoir exercé un appui digital sur ladite molette afin d'échapper les crans. Cette solution est relativement complexe. On observe par ailleurs qu'après avoir entraîné, par effet d'inertie, la molette, lorsque cette dernière s'arrête, l'action en résultant s'arrête également.

A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir assurer la commande en déplacement d'un élément selon deux sens opposés, au moyen d'une molette rotative avec pour objectif d'obtenir un déplacement du type pas à pas ou un déplacement en continu, y compris lorsque l'entraînement en rotation de la molette a cessé.

A partir de ce problème technique, l'invention vise le déplacement de différents types d'éléments, y compris dans le domaine informatique, comme c'est généralement le cas, mais également dans d'autres domaines tels que celui de l'automobile. En effet, la solution technique apte à résoudre ce problème posé peut trouver une application avantageuse pour la commande des vitres ou autre organe similaire, tel que rideau occultant, porte coulissante, pavillon de toit, ...

Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de commande en déplacement d'un élément selon deux sens opposés, ledit dispositif comprenant une molette rotative assujettie à des moyens aptes à créer un système de crans, ladite molette étant montée en combinaison avec des moyens de détection et de sélection, soit d'un mode de fonctionnement manuel pas à pas, dans un sens ou dans l'autre d'entraînement de la molette, soit d'un mode de fonctionnement automatique et continu jusqu'à une position de fin de course ou de butée, dans un sens ou dans l'autre, ou jusqu'à une intervention sur ladite molette. Dans une première forme de réalisation, les moyens de détection et de sélection des différents modes sont constitués par des capteurs montés en combinaison avec la molette via un traitement de l'information de la vitesse de rotation de ladite molette.

Ainsi, une vitesse de rotation supérieure à une vitesse de seuil, entre le mode automatique et le mode manuel, dénommée ci-après vitesse

VsemiAutoManuei, permet de changer de mode et de passer dans le mode automatique. Eventuellement, il peut être intéressant de passer d'un mode manuel de réglage fin (mode lent) à un mode manuel de réglage grossier

(mode rapide). Dans ce but, il est possible de rajouter un nouveau seuil de vitesse V _Seui iManueiRa _P ideLent- Dans ce cas, la distance de déplacement de la vitre est fonction du nombre de pas de la molette, ainsi que de la vitesse de déplacement de ladite molette.

A titre d'exemple indicatif, nullement limitatif, une rotation d'un cran de molette dans le mode lent correspond à un déplacement de la vitre de 5 mm, tandis qu'une rotation d'un cran de molette dans le mode rapide correspond à un déplacement de la vitre de 20 mm.

Dans une autre forme de réalisation, les moyens de détection et de sélection des différents modes sont constitués par des capteurs montés en combinaison avec la molette et aptes à mesurer son déplacement angulaire, de sorte que si le nombre de crans est inférieur à un seuil déterminé correspondant à l'angle de préhension de la molette, le fonctionnement est du type manuel, tandis que si le nombre de crans consécutifs est supérieur audit seuil, le fonctionnement est du type automatique.

Ces caractéristiques permettent, dans le cas d'une application à la commande d'une vitre de véhicule, non seulement de reproduire les fonctions généralement obtenues avec un commutateur ou interrupteur classique, mais, en plus, d'apporter une plus grande précision, notamment dans le cas du fonctionnement dit manuel.

On rappelle, selon l'état de la technique, qu'un commutateur de commande classique d'une vitre de véhicule présente, généralement, cinq positions monostables. A partir d'une position stable selon laquelle aucun appui ou autre n'est exercé sur le commutateur, soit on exerce une simple impulsion en appui ou en traction, pour obtenir la descente ou la montée automatique de la vitre jusqu'à une position de butée de fin de course, soit on maintient cette position d'appui ou de traction pour obtenir la descente ou la montée manuelle de la vitre jusqu'à relâchement. Des difficultés peuvent apparaître pour déplacer la vitre en mode manuel lorsque l'utilisateur souhaite un déplacement très limité et précis.

La solution technique à la base de l'invention permet de remédier à ces inconvénients étant donné qu'en mode manuel, il est possible d'obtenir un déplacement pas à pas très précis, de l'ordre de quelques millimètres, résultant de chacun des crans de la molette.

Compte tenu des objectifs à atteindre, le dispositif est asservi à un algorithme pour exécuter les modes de fonctionnement manuel et automatique, à partir d'une position neutre dite de repos, selon lequel : le mode manuel, dans un sens de déplacement ou dans l'autre, de l'élément, est validé

" si le nombre de crans détecté est égal à 1

" si le nombre de crans consécutifs reste inférieur à un seuil correspondant à un nombre de crans consécutifs prédéterminé. le mode automatique, dans un sens de déplacement ou dans l'autre, de l'élément est validé

" si le nombre de crans consécutifs est supérieur ou égal à un seuil correspondant à un nombre de crans consécutifs prédéterminé.

En mode automatique ou manuel, un déplacement de la molette dans un sens opposé à celui du déplacement de l'élément, provoque l'arrêt dudit déplacement.

Selon une forme de réalisation, la molette est montée en combinaison avec des capteurs aptes à sélectionner les différents modes de fonctionnement manuel ou automatique via un traitement de l'information de la vitesse de rotation de ladite molette ainsi que du nombre de crans, de sorte qu'un nombre de crans consécutifs supérieur à un nombre de crans prédéterminée permet de changer de mode et de passer à un mode automatique.

Comme indiqué, le dispositif peut présenter, en mode de fonctionnement manuel, un état selon lequel une rotation d'un cran de la molette correspond à un déplacement lent de (x) mm et un état selon lequel une rotation d'un cran de la molette correspond à un déplacement rapide de (x+ n) mm. La distinction entre le mode manuel lent et le mode manuel rapide se faisant sur un seuil prédéterminé de la vitesse de rotation de ladite molette, une telle distinction se fait donc sur un temps prédéterminé entre 2 pas de rotation.

A titre d'exemple, deux crans sont considérés comme consécutifs si le temps entre les deux crans est inférieur à 100 millisecondes. Selon une autre caractéristique et forme de réalisation, la molette est assujettie à des moyens pour passer d'une action de rotation à des signaux en forme de créneaux pour connaître le nombre de crans, sa vitesse et son sens de rotation, lesdits signaux étant transmis à un calculateur pour le pilotage d'un actionneur en vue du déplacement de l'élément.

Les moyens d'assujettissement de la molette comprennent une photodiode, une roue encodeuse et des photos transistors dont l'association des signaux permet de connaître le sens de rotation de la molette.

Le calculateur comprend un microcontrôleur et un organe de pilotage d'un moteur selon deux sens de rotation que présente l'actionneur et monté en combinaison avec un réducteur et des capteurs à effets Hall.

Pour résoudre le problème posé d'obtenir un fonctionnement automatique en continu et dans la forme de réalisation selon laquelle les modes de fonctionnement sont détectés en fonction du nombre de crans consécutifs, la molette est montée en rotation en combinaison avec des agencements aptes à accumuler de l'énergie cinétique pour vaincre l'effort de crantage et tourner librement sous un effet de lancement.

Avantageusement, pour résoudre le problème posé d'obtenir une très grande précision de fonctionnement, la molette est montée en débordement partiel d'un support en combinaison avec des moyens aptes à limiter la surface d'appui du doigt de l'utilisateur en fonction de la valeur angulaire de l'angle d'ouverture de ladite molette qui correspond à un nombre de crans déterminé.

L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de la molette de commande selon l'invention ;

- la figure 2 est un exemple d'une machine d'état simplifiée du fonctionnement de la molette à inertie selon l'invention ; - la figure 3 est un exemple de chronogramme de commande de translation de l'élément considéré, en fonction des pas de la molette en mode traditionnel, c'est-à-dire sans inertie de la molette

- la figure 4 est un exemple de chronogramme de commande de translation de l'élément considéré, en fonction des pas de la molette en mode par inertie ;

- la figure 5 est un schéma bloc fonctionnel qui permet de passer d'une action de rotation à la molette à des signaux électriques permettant de connaître le nombre de crans et la vitesse de rotation et le sens de rotation, notamment ;

- la figure 6 est une vue à caractère schématique d'une forme d'implantation avantageuse de la molette, afin de limiter volontairement le déplacement du doigt de l'utilisateur.

Comme indiqué, le principe à la base du dispositif de commande selon l'invention est l'utilisation d'une molette rotative (1) ayant une couronne interne dentée (2) présentant un nombre de crans (2a) régulièrement décalés sur la circonférence et disposés en regard d'une roue encodeuse (3).

Selon une caractéristique importante de l'invention et dans une forme de réalisation avantageuse, la molette (1) est assujettie à des moyens aptes à créer un système de crans pour un déplacement pas à pas correspondant à un fonctionnement manuel et à des moyens aptes à créer un effet d'inertie pour un déplacement en continu correspondant à un fonctionnement dit automatique.

On rappelle, d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, que le phénomène de crantage en rotation de la molette est obtenu par un pic d'effort opposé à son mouvement de rotation. L'angle de rotation possible de la molette est déterminé par un angle de préhension. Le pas angulaire de chaque cran étant constant, le nombre de crans que l'on peut passer en une rotation de roulette est ainsi défini. Il en résulte que si le nombre de crans passé de façon consécutive est supérieur à celui ainsi défini, cela signifie que la molette a tourné selon une valeur angulaire supérieure à l'angle de préhension. Pour réaliser cette fonction, il est nécessaire que la roulette ait tourné uniquement par l'inertie de son élément.

Pour atteindre cet objectif, il convient d'accumuler, au niveau de la partie en rotation de la molette, suffisamment d'énergie pour vaincre l'effort de crantage. L'énergie cinétique emmagasinée dépend de la vitesse et de la masse de la molette.

En considérant que la vitesse de la roulette est limitée par l'angle de préhension, le paramètre sur lequel il est possible d'intervenir, pour augmenter l'énergie cinétique au-delà de l'effort de crantage précité, est d'augmenter la masse de ladite roulette.

Par exemple, suite à des essais effectués à titre confidentiel, des résultats avantageux ont été obtenus, lorsque la molette présente une masse d'environ 40 grammes, en observant qu'une molette traditionnelle couramment utilisée dans le domaine informatique, présente une masse de 3 grammes environ. Notamment, cet effet d'inertie peut être obtenu avec les caractéristiques suivantes de la molette :

- matière inox, - diamètre intérieur 16 mm environ,

- diamètre extérieur 31 mm environ,

- épaisseur 8 mm environ,

- profondeur des crans 1 mm environ,

- ressort de diamètre 0,5 mm environ.

On renvoie à l'exemple de la figure 1.

Compte tenu de ces caractéristiques, la molette (1) peut donc être soumise à un fonctionnement dit normal ou manuel ou pas à pas et à un fonctionnement dit par inertie ou automatique. Le fonctionnement normal est réalisé au maximum de l'angle d'ouverture (ou angle de préhension) de la molette correspondant à un nombre de crans prédéterminé et au-delà duquel il est nécessaire de recommencer le mouvement.

Un effort d'entraînement sur la molette, lié à l'inertie de ladite molette, génère une rotation angulaire plus importante que le secteur angulaire accessible de ladite molette et, par conséquent, un nombre de pas plus important résultant de l'effet d'inertie précité.

La molette peut donc réaliser deux fonctions dans le sens trigonométrique et deux fonctions dans le sens horaire, à savoir, pour chacun des sens, une fonction rotation normale et une fonction rotation par inertie. Ainsi, par exemple, pour un mouvement continu inférieur à 12 pas, dans un sens ou dans l'autre, la fonction à sélectionner sera normale, tandis qu'un mouvement continu supérieur à 12 pas dans un sens ou dans l'autre, la fonction à sélectionner sera normale pendant les 12 premiers pas, puis, par inertie, à partir du I3 ^eme pas.

Dans le cadre d'une application de la molette à inertie pour la commande manuelle ou automatique de la montée ou de la descente d'une vitre, la molette doit permettre à l'utilisateur de sélectionner, en fonction du sens de rotation :

- la montée ou la descente manuelle de la vitre,

- la montée ou la descente automatique de la vitre,

- d'arrêter la montée ou la descente manuelle de la vitre,

- d'arrêt la montée ou la descente automatique de la vitre.

Dans une forme de réalisation, les moyens aptes à différencier la rotation de la molette d'un fonctionnement normal et d'un fonctionnement par inertie, dépend du nombre de crans, c'est-à-dire du nombre de « tops » effectués par la molette sans discontinuité.

Autrement dit, la montée manuelle ou la descente manuelle de la vitre, résulte d'une rotation de la molette dans un sens ou dans l'autre, sans détection de la fonction de rotation de ladite molette par inertie, tandis que la montée ou la descente automatique résulte d'une rotation de la molette par inertie dans un sens ou dans l'autre. L'arrêt de la montée ou de la descente manuelle résulte de la fin de déplacement à atteindre ou d'une action exercée sur ladite molette selon un ou plusieurs crans, dans le sens opposé au mouvement considéré., tandis que l'arrêt de la descente ou de la montée automatique, résulte également de la fin de déplacement atteint (butée de fin de course) ou d'une action exercée sur ladite molette selon un ou plusieurs crans, dans le sens opposé au mouvement considéré.

On renvoie à la figure 2 qui montre la machine d'état simplifiée du fonctionnement de la molette à inertie et au chronogramme illustré figure 4.

L'état repos correspond à un état où il n'y a pas de manipulation sur la molette et où la vitre est dans un état stable (arrêt).

Le mode manuel montée correspond à l'état où le mode manuel de montée de vitre est sélectionné. Dans cet état, la machine d'état doit surveiller le nombre de crans consécutifs, afin de passer, si nécessaire, dans le mode auto-montée.

Le mode auto-montée correspond à l'état où le mode automatique de montée de vitre est sélectionné.

Le mode manuel descente correspond au mode manuel de descente de vitre sélectionné. Dans cet état, la machine d'état doit, au même titre que pour le mode montée, surveiller le nombre de crans consécutifs pour passer, si nécessaire, au mode auto-descente.

Le mode auto-descente correspond à l'état selon lequel le mode automatique de descente de vitre est sélectionné.

D'une manière importante, l'activation du mode automatique (montée ou descente) permet de monter ou descendre la vitre jusqu'à la position de butée haute ou de butée basse, alors que la molette n'est plus entraînée en rotation. Autrement dit, l'action engendrée, dans le mode inertie de la molette, continue, même lorsque l'entraînement en rotation de ladite molette est arrêté.

Ce n'est pas le cas dans l'état de la technique qui est cité dans la partie introductive de la description où l'action engendrée par la rotation de la molette, y compris dans un mode dit rapide, s'arrête en même temps que s'arrête la rotation de ladite molette.

Selon une autre forme de réalisation, il est possible d'utiliser l'information vitesse de rotation que l'utilisateur réalise sur la molette pour sélectionner les différents modes de fonctionnement précités. Dans cette forme de réalisation, la molette est du type traditionnel, c'est-à-dire sans inertie

Dans ce but, la molette est montée en combinaison avec des capteurs aptes à sélectionner les différents modes de fonctionnement manuel (normal) ou automatique (inertie) via un traitement de l'information de la vitesse de rotation de ladite molette.

Ainsi, une vitesse de rotation supérieure à une vitesse de seuil, entre le mode automatique et le mode manuel, dénommée ci-après vitesse VsemiAutoManuei, permet de changer de mode et de passer dans le mode automatique. Eventuellement, il peut être intéressant de passer d'un mode manuel de réglage fin (mode lent) à un mode manuel de réglage grossier (mode rapide). Dans ce but, il est possible de rajouter un nouveau seuil de vitesse VsemiManueiRapideLent- Dans ce cas, la distance de déplacement de la vitre est fonction du nombre de pas de la molette, ainsi que de la vitesse de déplacement de ladite molette.

A titre d'exemple indicatif, nullement limitatif, une rotation d'un cran de molette dans le mode lent correspond à un déplacement de la vitre de 5 mm, tandis qu'une rotation d'un cran de molette dans le mode rapide correspond à un déplacement de la vitre de 20 mm. On renvoie au chronogramme de commande illustré figure 3.

Afin de connaître le nombre de crans, la vitesse de rotation et le sens de rotation de la molette, cette dernière est assujettie à des moyens pour transformer la rotation de ladite molette en signaux électriques en créneaux.

Par exemple, comme le montre la figure 5, la molette est assujettie à une photodiode (4), une roue encodeuse (5) et deux photos transistors (6) et (7), dont l'association permet de connaître le sens de rotation de la molette. Les signaux sont transmis à un calculateur (8) qui comprend un microcontrôleur (9) et un organe de pilotage (10) de l'actionneur considéré (11), à savoir, dans l'exemple illustré, l'actionneur de commande de la montée ou de la descente des vitres (V).

Plus particulièrement, l'organe de commande de puissance (10) agit sur un motoréducteur (12) de l'actionneur, en combinaison avec deux capteurs à effets Hall (13).

A noter que les signaux à la sortie des photos transistors (6) - (7) peuvent être reliés sur des entrées capture du microcontrôleur (9).

Ces dispositions permettent de fonctionner sur interruption (ou événement), et de mémoriser le temps entre les fronts montant ou descendant via le timer des entrées de capture. Ces temps vont permettre de connaître la vitesse de rotation de la molette.

Selon une autre caractéristique de l'invention et comme le montre schématiquement la figure 6, la molette (1) est montée en débordement partiel d'un support (14), en combinaison avec des moyens (15) et (16) aptes à limiter la surface d'appui et de déplacement du doigt de l'utilisateur en fonction de la valeur angulaire de l'angle d'ouverture de ladite molette qui correspond à un nombre de pas déterminé. En effet, classiquement, sous l'effet de déplacement de la molette par le doigt de l'utilisateur, ce déplacement peut être supérieur à l'angle de préhension et d'ouverture de ladite molette (90°), étant donné que l'utilisateur peut utiliser une grande partie de la surface d'appui de son doigt, de sorte que l'angle de déplacement peut, par exemple, être de l'ordre de 110°. Autrement dit, il en résulte que le nombre de crans ou le nombre de pas générés par l'angle d'ouverture de la molette, peut varier, ce qui peut affecter les calculs précités.

Les butées (15) et (16) disposées de part et d'autre de la surface d'appui du doigt de l'utilisateur délimitée par l'angle d'ouverture de la molette, limitent les déplacements du doigt de l'utilisateur et, par conséquent, l'entraînement de la molette de plus de 90°.

Sur les schémas illustrés figure 6, l'angle de rotation de la molette (1) est l'angle délimité par les points d'appui (A) et (B) du doigt et le centre de rotation de la molette, typiquement l'angle α de 60°.

Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle : la précision du déplacement obtenu en mode manuel de la molette, étant donné que ce dernier peut être du type pas à pas et limité à un seul cran ; le fonctionnement à volonté du mode pas à pas manuel ou automatique (inertie), en fonction de la vitesse d'entraînement de la molette et/ou du nombre de crans détecté ; la poursuite en mode automatique du déplacement considéré, y compris lorsque l'action de rotation de la molette a cessé ; l'application avantageuse du dispositif de commande par molette dite à inertie dans le domaine automobile pour la commande de vitres, de stores occultant, de pavillons de toits, porte coulissante, ...