Brevet FR3005002A1 — publié le 20141031

DISPOSITIF D'INDICATION D'INFORMATIONS RELATIVES AU FONCTIONNEMENT D'UN VÉHICULE PAR AFFICHAGE D'IMAGES RÉTROPROJETÉES ET DÉPLACEMENT D'UNE AIGUILLE RÉELLE L'invention concerne les dispositifs qui sont chargés d'indiquer des informations relatives au fonctionnement en cours d'un véhicule, éventuellement de type automobile. De nombreux véhicules, notamment dans le domaine de l'automobile, la comprennent un dispositif d'indication chargé d'indiquer à leur conducteur des informations qui sont relatives à leur fonctionnement en cours. C'est par exemple le cas des compteurs de vitesse (qui indiquent la vitesse en cours de leur véhicule), ou des compte-tours (qui indiquent le régime moteur en cours du moteur thermique de leur véhicule), ou encore des tableaux de bord ou 15 combinés (à compteur de vitesse et compte-tours). A titre d'exemple, certains véhicules sont équipés de combinés numériques comportant au moins un écran d'affichage d'informations de type TFT LCD (« Thin Film Transistor Liquid Crystal Device »). Cet écran peut se présenter sous diverses formes (ronde, elliptique, carrée, rectangulaire), peut 20 prendre tout ou partie de la surface occupée par son combiné, et peut être associé à un enjoliveur pour donner une impression de profondeur et/ou d'ovalisation et/ou pour séparer des informations les unes des autres. Parfois, l'écran est également couplé à une aiguille « réelle » dont la position par rapport à des valeurs prédéfinies affichées permet d'indiquer la 25 valeur en cours d'une information (comme par exemple une grandeur (vitesse ou régime moteur)), et qui permet d'offrir un effet de profondeur et un aspect mécanique. Lorsque l'écran est de type TFT LCD, il devient quasiment impossible de le coupler à une aiguille réelle solidarisée à un axe, du fait que ce dernier 30 doit le traverser de part en part, ce qui s'avère impossible à réaliser dans la pratique. On est alors contraint d'utiliser, d'une première part, une roue dentée montée à rotation et à laquelle est solidarisée fixement l'aiguille (annulaire), d'une deuxième part, un pignon engrenant la roue dentée, et, d'une troisième part, un moteur électrique chargé d'entraîner le pignon en rotation pour qu'il entraîne en rotation la roue dentée afin de placer l'aiguille dans une position qui est fonction de la valeur en cours de l'information considérée. Hélas, cette solution contraint à utiliser un écran TFT LCD dont la surface est inscrite dans une partie de la surface intérieure de la roue dentée, et donc de petite dimension (typiquement 50% de la surface intérieure). En outre, cela ne permet pas une reconfiguration de l'affichage en fonction de l'unité choisie pour l'information affichée et pointée par l'aiguille (par exemple, on ne peut pas utiliser un même combiné pour afficher une vitesse en km/h ou mph), ce qui impose une diversité de combinés en bord de ligne d'assemblage. Si l'on veut absolument que l'aiguille soit solidarisée fixement à un axe traversant l'écran, celui-ci doit être de type à segments LCD. Hélas, cette solution s'avère complexe à mettre en oeuvre (notamment du fait de la superposition de cinq composants), et ne permet qu'un affichage de type actif/inactif (ou « on/off ») de chaque segment, ce qui n'offre qu'un nombre très limité de variantes d'affichage pour des informations telles que la vitesse, le régime moteur, le niveau de carburant, la température d'eau, ou la température d'huile (moteur). En outre, cette solution ne permet pas, par exemple, d'afficher des alertes d'aide à la conduite ou des informations provenant de l'ordinateur de bord du véhicule. De plus, cette solution ne permet pas non plus une reconfiguration de l'affichage en fonction de l'unité choisie pour l'information affichée et pointée par l'aiguille. L'invention a donc notamment pour but de proposer une solution alternative destinée à améliorer la situation, notamment pour ce qui concerne la possibilité de reconfiguration de certaines au moins des informations affichées. Elle propose notamment à cet effet un dispositif, destiné à indiquer des informations relatives au fonctionnement en cours d'un véhicule, et comprenant : - un écran propre à afficher par rétroprojection des images représentatives d'au moins une première information et de valeurs prédéfinies pouvant être prises par une seconde information, - un projecteur propre à délivrer les images, - une aiguille propre à être positionnée par rapport aux valeurs prédéfinies affichées pour indiquer une valeur en cours de la seconde information, et - des moyens de positionnement propres à positionner l'aiguille par rapport aux valeurs prédéfinies affichées en fonction de la valeur en cours. Ainsi, on dispose d'un dispositif d'indication (éventuellement de type combiné) à la fois de type numérique et de type mécanique (aiguille réelle) et offrant une zone d'affichage de grande surface et entièrement reconfigurable. Le dispositif d'indication selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : il peut également comprendre un miroir de repliement propre à réfléchir vers l'écran chaque image délivrée par le projecteur ; dans un premier mode de réalisation, ses moyens de positionnement peuvent comprendre, d'une première part, une roue dentée montée à rotation et à laquelle est solidarisée fixement l'aiguille, d'une deuxième part, un pignon engrenant la roue dentée, et, d'une troisième part, un moteur électrique propre à entraîner le pignon en rotation pour qu'il entraîne en rotation la roue dentée de manière à placer l'aiguille dans une position qui est fonction de la valeur en cours ; - dans un second mode de réalisation, ses moyens de positionnement peuvent comprendre, d'une part, un axe monté à rotation, traversant l'écran et auquel est solidarisée fixement l'aiguille devant une face avant de ce dernier, et, d'autre part, un moteur électrique propre à entraîner l'axe en rotation pour qu'il place l'aiguille dans une position qui est fonction de la valeur en cours; > son écran peut comprendre, dans une partie comportant un trou traversé par l'axe et située devant le moteur électrique, une zone sérigraphiée qui est destinée à masquer ce dernier ; il peut comprendre au moins une paroi définissant un fût d'une forme choisie et à laquelle est solidarisé l'écran ; la seconde information peut être une grandeur choisie parmi (au moins) une vitesse de déplacement du véhicule, un régime moteur d'un moteur thermique du véhicule, et un niveau de charge d'une batterie du véhicule ; - chaque première information peut être choisie parmi (au moins) une vitesse de déplacement du véhicule, une température d'eau du véhicule, une température d'huile du véhicule, une heure, une date, une température à l'extérieur du véhicule, une vitesse enclenchée dans une boîte de vitesses du véhicule, un plan d'une zone géographique proposée par un système de navigation du véhicule, une direction proposée par un système de navigation du véhicule, un titre d'une chanson ou d'un album de musique en cours de diffusion par une source audio du véhicule, et un mode de fonctionnement d'organe(s) sélectionné dans le véhicule. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un dispositif d'indication du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO, d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et les niveaux de gris), sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'indication selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif d'indication de la figure 1 partiellement assemblé, - la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue de face du côté avant, le dispositif d'indication de la figure 1, - la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté arrière, un second exemple de réalisation d'un dispositif d'indication selon l'invention, la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie du dispositif d'indication de la figure 4, la figure 6 illustre schématiquement, dans une vue de face du côté avant, le dispositif d'indication de la figure 4, la figure 7 illustre schématiquement, dans une vue de face, un premier exemple d'affichage d'informations sur un écran du dispositif des figures 1 à3, la figure 8 illustre schématiquement, dans une vue de face, un deuxième exemple d'affichage d'informations sur un écran du dispositif des figures 1 à 3, et la figure 9 illustre schématiquement, dans une vue de face, un troisième exemple d'affichage d'informations sur un écran du dispositif des figures 1 à3. 1 o L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'indication D chargé d'indiquer des informations relatives au fonctionnement en cours d'un véhicule. Dans ce qui suit on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture 15 (éventuellement de type sportif). Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule dont une partie au moins du fonctionnement en cours peut être caractérisée par des informations destinées à être indiquées au conducteur. On a schématiquement représenté sur les figures 1 à 3, d'une part, et 20 4 à 6, d'autre part, deux exemples de réalisation non limitatifs d'un dispositif d'indication D selon l'invention. Comme illustré, un tel dispositif (d'indication) D comprend au moins un écran ED, un projecteur PR, une aiguille (réelle) AM et des moyens de positionnement MP. L'écran ED est agencé de manière à afficher par rétroprojection des 25 images qui sont représentatives d'au moins une première information et de valeurs prédéfinies qui peuvent être prises par une seconde information. Il peut, par exemple, être réalisé en PMMA, et comporter éventuellement une face recouverte d'un film diffusant. On notera que cet écran ED peut présenter n'importe quelle forme. 30 Cependant, lorsqu'il est solidarisé fixement à une paroi Cl définissant un fût, il est préférable qu'il présente la forme d'une section transverse de ce fût. Ainsi, dans le premier exemple illustré sur les figures 1 à 3, l'écran ED présente une forme circulaire, tandis que dans le second exemple illustré sur les figures 4 à 6, l'écran ED présente une forme sensiblement rectangulaire. On notera également qu'un écran ED peut éventuellement être solidarisé fixement à plusieurs (au moins deux) parois définissant différents fûts dédiés à l'affichage d'informations de différents types. Par ailleurs, un dispositif D peut éventuellement comprendre plusieurs (au moins deux) écrans ED solidarisés fixement et respectivement à plusieurs (au moins deux) parois définissant différents fûts dédiés à l'affichage d'informations de différents types. 1 o Dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures, le dispositif D comprend un boîtier ayant trois parois Cl à C3 définissant trois fûts parmi lesquels seul le premier (Cl) est concerné par l'invention. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures, que l'écran ED peut être protégé, du côté de sa face avant, par un 15 écran de protection EP transparent. Cet écran de protection EP est solidarisé à la paroi Cl. On entend ici par « face avant » la face qui est orientée vers le conducteur du véhicule, et par « face arrière » la face qui est orientée vers le projecteur PR et un éventuel miroir de repliement MR. 20 Le projecteur PR est agencé de manière à délivrer les images qui doivent être affichées par l'écran ED (ou par plusieurs écrans). Comme ce projecteur PR doit être généralement implanté dans un espace réduit, il est préférable qu'il soit de petites dimensions, comme c'est le cas d'un micro-projecteur ou d'un pico-projecteur. 25 On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 6, que lorsque l'on ne dispose pas d'un espace important suivant la direction longitudinale du véhicule, il est avantageux que le dispositif D comprenne en complément un miroir de repliement MR chargé de réfléchir vers son écran ED chaque image qui est délivrée par son projecteur PR. Il est ainsi possible 30 de placer le projecteur PR sensiblement suivant une direction transversale du véhicule (perpendiculaire à sa direction longitudinale) et de positionner le miroir de repliement MR dans un plan sensiblement vertical et désorienté d'environ 45° par rapport à la direction transverse. Sur les figures, le flux de lumière qui va du projecteur PR au miroir de repliement MR est référencé Fi, tandis que le flux de lumière qui va du miroir de repliement MR à l'écran ED est référencé F2. Comme cela est illustré sur les figures 2 et 4, le miroir de repliement MR et le projecteur PR peuvent être solidarisés fixement à une plaque de support PS qui peut être elle-même solidarisée fixement aux parois Cl à C3 du boîtier qui définissent ici trois fûts. L'aiguille (réelle) AM est propre à être positionnée par rapport aux valeurs prédéfinies qui sont affichées sur l'écran ED pour indiquer une valeur la en cours d'une seconde information. Les moyens de positionnement MP sont agencés de manière à positionner l'aiguille AM par rapport aux valeurs prédéfinies affichées sur l'écran ED en fonction de la valeur en cours précitée. A titre d'exemples non limitatifs, une seconde information peut être 15 une grandeur telle que la vitesse de déplacement du véhicule, le régime moteur d'un moteur thermique du véhicule, ou le niveau de charge d'une batterie du véhicule (lorsqu'il est de type tout électrique ou hybride). Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 7, la seconde information est la vitesse de déplacement du véhicule. Dans ce cas, les 20 valeurs prédéfinies qui sont affichées sur l'écran ED sont des nombres représentatifs de différentes vitesses choisies (ici de 10 km/h à 230 km/h). Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 8, la seconde information est le régime moteur d'un moteur thermique du véhicule. Dans ce cas, les valeurs prédéfinies qui sont affichées sur l'écran ED sont des 25 nombres représentatifs de différents régimes choisis (ici de 0 tour/minute à 8 (fois mille) tours/minute). Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 9, la seconde information est le niveau de charge d'une batterie du véhicule. Dans ce cas, les valeurs prédéfinies qui sont affichées sur l'écran ED sont représentatives 30 du pourcentage de charge de la batterie. On notera que cette seconde information pourrait être complétée par l'autonomie en kilomètres (ou en miles) dans le mode électrique, par exemple. Egalement à titre d'exemples non limitatifs, une première information peut être la vitesse de déplacement du véhicule, la température d'eau du véhicule, la température d'huile (moteur) du véhicule, l'heure courante, la date courante, la température à l'extérieur du véhicule, la vitesse (ou le rapport) enclenché(e) dans la boîte de vitesses du véhicule, un plan d'une zone géographique qui est proposée par un système de navigation embarqué à demeure ou temporairement dans le véhicule, une direction proposée par un système de navigation embarqué à demeure ou temporairement dans le véhicule, un titre d'une chanson ou d'un album de musique en cours de diffusion par une source audio embarquée à demeure ou temporairement dans le véhicule, ou un mode de fonctionnement d'organe(s) sélectionné dans le véhicule. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 7, une première information est la vitesse de déplacement du véhicule (ici 140 km/h) et une autre première information est la sixième vitesse enclenchée (« D6 »). Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 8, une première information est un sigle représentatif de la température d'eau du véhicule et associé à un premier arc de cercle ayant des couleurs comprises entre le bleu et le rouge et à une première aiguille, et une autre première information est un sigle représentatif de la température d'huile du véhicule et associé à un second arc de cercle ayant des couleurs comprises entre le bleu et le rouge et à une seconde aiguille. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 9, la première information est le niveau de charge de la batterie dans le mode électrique (ou ZEV), forcé par le conducteur, ou dans le mode hybride du groupe motopropulseur du véhicule hybride. Bien entendu, d'autres informations pourraient être affichées sur l'écran ED par rétroprojection, et notamment le niveau de carburant ou la température du moteur thermique ou encore le niveau d'huile, par exemple. Deux types de moyens de positionnement MP peuvent être 30 envisagés. Un premier type correspond à l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 à 3. Dans ce premier type, et comme illustré sur la figure 3, les moyens de positionnement MP comprennent une roue dentée RD, un pignon PE et un moteur électrique ME. La roue dentée RD est montée à rotation par rapport à la paroi Cl du boîtier et l'aiguille AM est solidarisée fixement à cette roue dentée. Le pignon PE engrène la roue dentée RD et est solidarisé fixement à un axe. Le moteur électrique ME est propre à entraîner en rotation l'axe auquel est solidarisé fixement le pignon PE pour qu'il entraîne en rotation la roue dentée RD afin de placer l'aiguille AM dans une position qui est fonction de la valeur en cours de la seconde information concernée. Ce moteur électrique ME est par exemple de type pas à pas. L'aiguille AM est ici de type dit annulaire, du fait qu'elle se déplace dans une partie périphérique io annulaire d'un cercle. Ce premier type permet un affichage d'informations au moins sur toute la surface de l'écran ED qui est inscrite à l'intérieur de la paroi Cl. On notera que des informations peuvent éventuellement être également affichées dans certaines zones situées à l'extérieur de la paroi Cl si l'écran ED et le 15 projecteur PR (ainsi que l'éventuel miroir de repliement MR) le permettent. Un second type correspond à l'exemple de réalisation illustré sur les figures 4 à 6. Dans ce second type, et comme illustré sur les figures 4 et 5, les moyens de positionnement MP comprennent un axe AR et un moteur électrique ME. Il pourrait également et éventuellement comporter un pignon 20 de démultiplication. L'axe AR est monté à rotation et traverse l'écran ED, et l'aiguille AM est solidarisée fixement à cet axe AR devant la face avant FV de l'écran ED. Le moteur électrique ME est propre à entraîner l'axe AR en rotation pour qu'il place l'aiguille AM dans une position qui est fonction de la valeur en 25 cours de la seconde information concernée. Ce moteur électrique ME est par exemple de type pas à pas. L'aiguille AM est ici de type dit central. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 4 à 6, que l'écran ED peut également et avantageusement comprendre, dans une partie 30 qui comporte un trou traversé par l'axe AR et qui est située devant le moteur électrique ME, une zone sérigraphiée ZS destinée à masquer ce dernier (ME). On comprendra que dans cette zone sérigraphiée ZS aucune (première ou seconde) information ne peut être affichée sur l'écran ED. Par conséquent, ce second type permet un affichage d'informations au moins sur toute la surface de l'écran ED qui est inscrite à l'intérieur de la paroi Cl et qui n'est pas sérigraphiée. On notera que des informations peuvent éventuellement être également affichées dans certaines zones situées à l'extérieur de la paroi Cl si l'écran ED et le projecteur PR (ainsi que l'éventuel miroir de repliement MR) le permettent. On notera également que le dispositif D peut être reconfigurable afin de permettre des affichages d'informations au moins partiellement différentes d'un instant à un autre, selon les désirs du conducteur ou selon les besoins io d'une application sélectionnée par le conducteur. Ainsi, on peut par exemple envisager dans certaines situations (relativement peu fréquentes) d'utiliser l'aiguille AM en association avec une seconde information qui est différente de celle pour laquelle cette aiguille AM est habituellement utilisée, et d'afficher des premières informations qui sont 15 éventuellement différentes de celles qui sont habituellement affichées avec la seconde information habituelle. En variante, on peut envisager de ne pas utiliser temporairement l'aiguille AM et de n'afficher sur l'écran ED que des premières informations qui sont éventuellement différentes de celles qui sont habituellement affichées avec la seconde information habituelle. 20 Cette reconfiguration peut, par exemple, permettre d'utiliser l'écran ED pour afficher des informations qui sont issues de l'ordinateur de bord ou d'un système de navigation ou encore d'une source audio contrôlée par l'autoradio du véhicule. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : 25 - des indications numériques et mécaniques, pour une zone d'affichage de grande surface et entièrement reconfigurable, - une réduction du nombre de composants dans un dispositif d'indication (éventuellement de type combiné), et notamment la suppression de la matrice, de la boite à lumière des pictogrammes, des masques de 30 pictogrammes, des diodes électroluminescentes (ou LEDs) sur la carte à circuits imprimés (ou PCB), - une diversité permettant l'utilisation d'un même dispositif d'indication pour l'affichage d'informations représentatives d'une grandeur pouvant avoir différentes unités, - une diversité permettant l'utilisation de l'ensemble (projecteur, écran et éventuel miroir de repliement) dans des dispositifs d'indication ou combinés de différentes formes.5 REVENDICATIONS1. Dispositif (D) d'indication d'informations relatives au fonctionnement en cours d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend i) un écran (ED) propre à afficher par rétroprojection des images représentatives d'au moins une première desdites informations et de valeurs prédéfinies pouvant être prises par une seconde de ces informations, ii) un projecteur (PR) propre à délivrer lesdites images, iii) une aiguille (AM) propre à être positionnée par la rapport auxdites valeurs prédéfinies affichées pour indiquer une valeur en cours de ladite seconde information, et iv) des moyens de positionnement (MP) propres à positionner ladite aiguille (AM) par rapport auxdites valeurs prédéfinies affichées en fonction de ladite valeur en cours. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend 15 un miroir de repliement (MR) propre à réfléchir vers ledit écran (ED) chaque image délivrée par ledit projecteur (PR). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement (MP) comprennent i) une roue dentée (RD) montée à rotation et à laquelle est solidarisée fixement ladite aiguille 20 (AM), ii) un pignon (PE) engrenant ladite roue dentée (RD), et iii) un moteur électrique (ME) propre à entraîner ledit pignon (PE) en rotation pour qu'il entraîne en rotation ladite roue dentée (RD) de manière à placer ladite aiguille (AM) dans une position fonction de ladite valeur en cours. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce 25 que lesdits moyens de positionnement (MP) comprennent i) un axe (AR) monté à rotation, traversant ledit écran (ED) et auquel est solidarisée fixement ladite aiguille (AM) devant une face avant (FV) de ce dernier (ED), et ii) un moteur électrique (ME) propre à entraîner ledit axe (AR) en rotation pour qu'il place ladite aiguille (AM) dans une position fonction de ladite valeur en cours. 30 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit écran (ED) comprend, dans une partie comportant un trou traversé par ledit axe (AR) et située devant ledit moteur électrique (ME), une zone sérigraphiée (ZS) destinée à masquer ce dernier (ME). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paroi (Cl) définissant un fût d'une forme choisie et à laquelle est solidarisé ledit écran (ED). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite seconde information est une grandeur choisie dans un groupe comprenant au moins une vitesse de déplacement dudit véhicule, un régime moteur d'un moteur thermique dudit véhicule, et un niveau de charge d'une batterie dudit véhicule. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que 1 o chaque première information est choisie dans un groupe comprenant au moins une vitesse de déplacement dudit véhicule, une température d'eau dudit véhicule, une température d'huile dudit véhicule, une heure, une date, une température à l'extérieur dudit véhicule, une vitesse enclenchée dans une boîte de vitesses dudit véhicule, un plan d'une zone géographique proposée 15 par un système de navigation dudit véhicule, une direction proposée par un système de navigation dudit véhicule, un titre d'une chanson ou d'un album de musique en cours de diffusion par une source audio dudit véhicule, et un mode de fonctionnement d'organe(s) sélectionné dans ledit véhicule. 9. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'indication 20 (D) selon l'une des revendications précédentes. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.