Brevet FR3051406A1 — publié le 20171124

COMBINE D'INSTRUMENTS POUR PLANCHE DE BORD DE VEHICULE AUTOMOBILE DOTE DE MOYENS DE REFLEXION OPTIQUE GROSSISSANTS. Domaine de l'invention La présente invention concerne un combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile. Arrière-plan de l'invention Classiquement composés d'une pluralité de cadrans analogiques à aiguilles associés à des voyants lumineux, les combinés d'instruments sont utilisés pour fournir au conducteur une multitude de données relatives au fonctionnement d'un véhicule automobile, telles que par exemple, ses vitesses instantanée et moyenne, son régime moteur, son niveau de carburant ou bien encore sa consommation moyenne. Ils permettent également d'afficher des signaux d'alerte (température moteur excessive, niveau d'huile insuffisant ou encore non fermeture d'une portière) et des témoins signalant l'activation de certains dispositifs du véhicule (clignotants, frein à main, feux de position, de croisement ou de route). Le milieu des années 1990 a vu naître de nouveaux types de combinés d'instruments dénués de cadrans à aiguilles et comportant un écran rectangulaire plat à cristaux liquides (LCD) affichant l'ensemble des informations nécessaires au conducteur. Un tel combiné est par exemple décrit dans la demande de brevet allemande DE 196,23,406. Depuis peu, certains véhicules moyen et haut de gamme sont équipés de combinés d'instruments numériques comportant une dalle d'affichage couleur LCD à matrice active (LCD-TFT), du même genre que celles que l'on retrouve sur les téléviseurs et les moniteurs d'ordinateurs. Ces derniers qui offrent une très bonne qualité d'image en termes de résolution, de contraste et de luminosité, sont en outre configurables par le conducteur du véhicule via des commandes situées sur le volant ou en dessous de la dalle d'affichage. Celui-ci peut donc choisir au 3051406 2 moins en partie les modules qu'il souhaite voir s'afficher sur l'écran ainsi que leur style et l'ambiance de fond. Pour afficher l'ensemble des informations souhaitées tout en offrant au conducteur un confort visuel satisfaisant, la dalle d'affichage 5 doit présenter une définition de type HD (720p voire 1080p) ainsi qu'une diagonale conséquente d'au moins une dizaine de pouces (soit environ 25 cm). Cette catégorie de dalles d'affichage présente malheureusement un coût de revient élevé ce qui restreint sa mise en oeuvre à des 10 modèles de véhicule haut de gamme. En outre, l'incorporation d'un tel écran plat rectangulaire de grandes dimensions au sein d'une planche de bord, induit une limitation conséquente des possibilités de style et impose ainsi un effort d'intégration particulièrement important dans la phase de conception de 15 cette planche de bord. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer un combiné d'instruments numérique économique à la fabrication et offrant par 20 ailleurs un confort visuel satisfaisant au conducteur. Elle propose à cet effet un combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile comportant un écran d'affichage numérique apte à afficher une image source générée par un calculateur graphique et représentant une multitude de modules indicateurs à destination du 25 conducteur dudit véhicule ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre une lame réfléchissante grossissante située en dessous dudit écran d'affichage numérique et étant inclinée vis-à-vis de ce dernier de manière à réfléchir ladite image source en direction dudit conducteur afin que ce dernier en perçoive 30 dans son champ de vision une image virtuelle agrandie située au-delà de ladite lame. Tout en présentant un coût de revient particulièrement raisonnable du fait de l'utilisation d'un écran d'affichage numérique de taille réduite, le combiné d'instruments selon l'invention permet d'offrir 3051406 3 au conducteur une surface d'affichage de grande dimension assurant un confort d'utilisation optimal. D'autre part, le combiné d'instruments selon l'invention peut être facilement intégré et de manière particulièrement harmonieuse à 5 n'importe quel type de planche de bord de véhicule automobile, puisque la forme et la taille de la lame réfléchissante peuvent être modulées quasiment sans limites pour s'accorder au mieux à la configuration et au style de cette planche de bord. L'expérience visuelle offerte est ainsi bien plus riche et agréable 10 que l'affichage plat et rectangulaire des combinés numériques actuels. Selon des caractéristiques préférées du combiné d'instruments selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - ledit écran d'affichage est constitué par une dalle LCD à matrice active ; 15 - que ledit écran d'affichage présente une diagonale comprise entre 15 et 20 cm ; - ladite lame réfléchissante est grossissante selon un seul axe ; - le facteur de grossissement de ladite lame grossissante est 20 compris entre 1,2 et 1,6 ; - ladite lame réfléchissante grossissante présente une inclinaison de 45° par rapport audit écran d'affichage ; - ladite lame réfléchissante grossissante présente un coefficient de réflectivité d'au moins 30% ; et/ou 25 - ladite lame réfléchissante grossissante est teintée. L'invention vise également sous un second aspect, une planche de bord pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle intègre un tel combiné d'instruments. Cette planche de bord comporte avantageusement une visière 30 supportant ledit écran d'affichage numérique. Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre 3051406 4 illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un combiné d'instruments numérique selon l'invention implanté dans la planche de 5 bord d'un véhicule automobile ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe illustrant le principe de fonctionnement du combiné d'instruments numérique selon l'invention ; - la figure 3 représente un exemple d'image source projetée 10 par l'écran d'affichage du combiné d'instruments selon l'invention ; et - la figure 4 représente l'image virtuelle agrandie générée par le miroir grossissant du combiné d'instruments selon l'invention 1 à partir de l'image de la figure 3. 15 Description détaillée d'un mode préféré de réalisation Le combiné d'instruments numérique 1 représenté sur les figures 1 et 2 est destiné à être intégré à la planche de bord d'un véhicule automobile dans l'axe du volant 2 afin fournir au conducteur une multitude de données relatives au fonctionnement de ce véhicule (par 20 exemple, ses vitesses instantanée et moyenne, son régime moteur, son niveau de carburant ou bien encore sa consommation moyenne) mais également d'afficher des signaux d'alerte (température moteur excessive, niveau d'huile insuffisant ou encore non fermeture d'une portière) et des témoins signalant l'activation de certains dispositifs du 25 véhicule (clignotants, frein à main, feux de position, de croisement ou de route). Ce combiné 1 comporte un support 10, un écran d'affichage numérique 20 ainsi qu'une lame réfléchissante grossissante 30. Le support 10 comprend une première paroi inclinée 11 supportant 30 la lame réfléchissante 30, ainsi qu'une deuxième paroi sensiblement horizontale 12 supportant l'écran d'affichage 20 et située à l'aplomb de cette lame 30. De préférence et tel qu'illustré par l'exemple de réalisation de la figure 1, la première paroi inclinée 11 est constituée par la façade 3051406 5 supérieure de la planche de bord tandis que la deuxième paroi sensiblement horizontale 12 est formée par la visière de cette planche de bord 1. L'écran d'affichage numérique 20 est constitué avantageusement 5 par une dalle LCD à matrice active (LCD-TFT) présentant de préférence une diagonale comprise entre 6 et 8 pouces (soit entre 15 et 20 cm) et avantageusement égale à 7 pouces (soit environ 18 cm). Ce type d'écran présente en effet un faible coût de revient ainsi qu'une luminosité suffisamment élevée pour la mise en oeuvre de 10 l'invention. L'écran d'affichage numérique 20 est relié à un calculateur graphique, non représenté sur les figures, qui lui transmet en temps réel une image source 21 comprenant d'un certain nombre de modules indicateurs (module central de vitesse instantanée, module radio FM, 15 module jauge de carburant, module compte tours, etc...) dessinés dans un certain style (par exemple « classique » reproduisant l'affichage des cadrans analogiques ou bien « digital » dans lequel l'ensemble des informations sont affichées sous la forme de nombres digitaux). Cette image source 21 dont la figure 3 illustre un exemple de 20 configuration possible n'est pas directement visible par le conducteur de par l'agencement sensiblement horizontal de l'écran 20. Elle est bien entendu actualisée en temps réel en fonction de l'évolution des données recueillies par le boîtier de servitude intelligent (BSI) du véhicule auquel ce calculateur graphique est relié. Elle est 25 également configurable par le conducteur du véhicule à l'aide de commandes situées par exemple sur le volant, de sorte que ce dernier peut sélectionner au moins partiellement les modules indicateurs à afficher et choisir le style à leur appliquer. Située dans l'axe de vision du conducteur et en dessous de l'écran 30 d'affichage numérique 20, la lame réfléchissante 30 est inclinée à 45° vis-à-vis de ce dernier manière à réfléchir l'image source 21 s'affichant sur cet écran en direction du conducteur afin que ce dernier en perçoive alors une image virtuelle agrandie 31 dans son champ de vision au-delà de cette lame réfléchissante 30. 3051406 6 Cette lame 30 est formée par un substrat incurvé transparent de préférence brillant et teinté (par exemple en noir) qui porte un revêtement réfléchissant. Ce substrat est avantageusement réalisé en verre traité ou dans un matériau thermoplastique tel que le 5 polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou le polycarbonate (PC). Afin que cette image virtuelle 31 soit visible par le conducteur dans le sens souhaité, l'image source 21 est inversée latéralement. La lame 30 présente avantageusement un coefficient de réflectivité d'au moins 30% de sorte que l'image virtuelle générée soit 10 suffisamment lumineuse. En outre, celle-ci est de préférence grossissante selon le seul axe horizontal ce qui permet d'obtenir, à partir d'une dalle de format 16/9 standard et donc économique, une image virtuelle réfléchie dans un format allongé particulièrement bien adapté à l'affichage des différents 15 modules indicateurs d'un combiné d'instruments de véhicule automobile (figure 4). Dans un tel cas de figure, l'image source projetée par l'écran d'affichage 20 doit être compressée en largeur (voir figure 3) afin que l'image virtuelle réfléchie 31 visible par le conducteur ne soit pas déformée (figure 4). 20 De préférence, le facteur de grossissement de la lame réfléchissante 30 est compris entre 1,2 et 2, de sorte à limiter la distorsion optique dans l'image virtuelle 31 (notamment dans ses deux coins supérieurs). Afin de réduire ce phénomène de distorsion, des traitements 25 optiques et/ou numériques peuvent également être appliqués respectivement à la lame 30 et à l'image source 21. La distance entre l'écran d'affichage 20 et la lame réfléchissante 30 variant sur l'ensemble de la hauteur de cette lame, son rayon de courbure varie donc également sur cette hauteur afin d'obtenir un 30 facteur de grossissement uniforme. Si l'on souhaite par exemple obtenir une image virtuelle 31 allongée de 10 pouces de diagonale (25,4 cm) à partir d'un écran d'affichage standard 20 de 7 pouces au format 16/9, cette lame réfléchissante 30 devra avoir un facteur de grossissement de 1,6. 3051406 7 Dans un tel cas de figure et pour conserver ce facteur de grossissement uniforme sur toute la hauteur de la lame réfléchissante 30, son rayon de courbure varie en continu de 16 cm au niveau de son bord supérieur à 64 cm au niveau de son bord supérieur. 5 La forme du contour et les dimensions de la lame réfléchissante 30 peuvent être choisies librement dès lors qu'elles permettent au conducteur de visualiser l'intégralité des données du véhicule contenues dans l'image source 21, ce qui facilite l'intégration de cette lame dans la planche de bord du véhicule. 10 Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, la lame réfléchissante 30 présente un contour hexagonal assurant un rendu visuel à la fois original et stylisé. Ses dimensions sont en outre prédéterminées de sorte que l'image virtuelle que conducteur visualise ne comprenne pas les quatre zones de coins de l'image source 21 15 susceptibles d'être les plus déformées par la lame 30. Pour exploiter la totalité de la surface de l'image source 21 tout en préservant la liberté de style, on peut prévoir au contraire d'utiliser une lame 30 dont les dimensions sont supérieures à celles de l'image virtuelle 31. 20 Afin de limiter l'aspect fenêtrage et d'obtenir une certaine continuité visuelle en périphérie de cette image virtuelle 31, la zone périphérique de la lame 30 entourant cette image virtuelle 31 peut avantageusement ne pas être réfléchissante. Dans un tel cas de figure, un jeu vertical de quelques centimètres est toutefois prévu pour que 25 l'image virtuelle 31 que le conducteur visualise comprenne l'intégralité des données véhicule contenues dans l'image source 21 et ce quelle que soit sa taille (et donc la hauteur de son regard). Selon des variantes de réalisation non représentées, la lame réfléchissante est grossissante selon les deux axes horizontal et vertical. 30 Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, l'écran d'affichage numérique est de type différent, ce dernier étant par exemple constitué par un afficheur matriciel à LEDS ou par une dalle LCD à segments. 3051406 8 Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais elle englobe toute autre variante d'exécution. 5 REVENDICATIONS1. Combiné d'instruments pour planche de bord de véhicule automobile comportant un écran d'affichage numérique (20) apte à afficher une image source (21) générée par un calculateur graphique et représentant une multitude de modules indicateurs à destination du conducteur dudit véhicule ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre une lame réfléchissante grossissante (30) située en dessous dudit écran d'affichage numérique (20) et étant inclinée vis-à-vis de ce dernier de manière à réfléchir ladite image source (21) en direction dudit conducteur afin que ce dernier en perçoive dans son champ de vision une image virtuelle agrandie (31) située au-delà de ladite lame (30). 2. Combiné d'instruments selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran d'affichage (20) est constitué par une dalle LCD à matrice active. 3. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 ou 20 2, caractérisé en ce que ledit écran d'affichage (20) présente une diagonale comprise entre 15 et 20 cm. 4. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite lame réfléchissante (30) est grossissante selon un seul axe. 25 5. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le facteur de grossissement de ladite lame grossissante (30) est compris entre 1,2 et 1,6. 6. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite lame réfléchissante grossissante (30) 30 présente une inclinaison de 45° par rapport audit écran d'affichage (20). 7. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite lame réfléchissante grossissante (30) présente un coefficient de réflectivité d'au moins 30%. 3051406 10 8. Combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite lame réfléchissante grossissante (30) est teintée. 9. Planche de bord pour véhicule automobile, caractérisée en 5 ce qu'elle intègre un combiné d'instruments selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Planche de bord pour véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte une visière (12) supportant ledit écran d'affichage numérique (20). 10