FR2999493A1 - Interface homme-machine pouvant etre utilisee dans un cockpit d'un moyen de transport - Google Patents

Abstract

Interface homme-machine de type utilisable pour un cockpit d'un moyen de transport, comportant au moins un afficheur de données d'information comprises sur un support (4) et relatives à des paramètres de fonctionnement du moyen de transport caractérisée en ce que ledit afficheur de données d'information comporte un afficheur basse définition (3) agencé derrière ledit support et étant apte à diffuser un flux lumineux (8) en direction dudit support, vers le champ visuel de l'utilisateur.

Description

La présente invention concerne une interface homme-machine du type pouvant être utilisé dans un cockpit d'un moyen de transport, tel qu'un véhicule automobile ou encore aéronef en étant intégré dans un combiné d'instrumentation dudit moyen de transport.

Dans un moyen de transport comme par exemple un véhicule automobile, il peut être prévu des repères visuels et des interfaces homme-machine susceptibles de transmettre des données d'information permettant à un conducteur de comprendre plus vite et plus facilement l'état d'un paramètre de fonctionnement du véhicule. Ce paramètre peut concerner, par exemple l'état d'un régulateur de vitesse ou bien le dépassement d'une vitesse de référence déterminée par ledit régulateur. Dans tous les cas, il constitue un élément d'information utile pour le conducteur de ce véhicule dans le cadre de son pilotage. Les véhicules automobiles de l'art antérieur comprennent des interfaces homme-machine comportant des afficheurs de données d'information correspondant à 15 des indicateurs, tels qu'un compteur de vitesse, par exemple, dont la présence est obligatoire. Dans le cadre du pilotage d'un moyen de transport, il est nécessaire que la visibilité et la compréhension de l'interface homme-machine délivrant l'information au pilote ou conducteur soient claires. 20 Dans l'art antérieur, les interfaces homme-machine comprennent de manière générale, en combinaison ou en juxtaposition, des afficheurs et/ou compteurs : - à tête haute, - à voyants, - de données d'information pouvant être du type à définition normale ou haute, 25 - à combinés d'instrumentation, - à aiguille. Les afficheurs de données d'information à « tête haute » permettent d'afficher des données d'information s'inscrivant dans le champ de vision du pilote du moyen de transport. Pour ce faire, ils présentent une très forte luminosité. 30 L'inconvénient majeur de ce type d'afficheur de données d'information est qu'il présente une surface lumineuse très réduite et qu'il s'échauffe beaucoup, requérant des systèmes de refroidissements externes avec un liquide caloporteur dont le coût est important ou bien, alternativement, des radiateurs volumineux combinés avec une circulation d'air forcé.

Les afficheurs de données d'information tels que les voyants sont connus pour se rapporter à des zones du combiné d'instrumentation. Ils comportent, en plus de la présence d'un symbole qui est indispensable pour en comprendre la signification, un certain nombre de caractéristiques telles qu'une couleur uniforme, un éclairage maximal 5 permanent, quelles que soient les conditions ambiantes (jour, nuit, soleil, ombre...). Ils peuvent être allumés sur quelques secondes mais sont en général éteints. Par exemple, un voyant d'alerte de problème de refroidissement du moteur s'allume quelques secondes au démarrage pour permettre de vérifier son bon fonctionnement, puis il reste éteint en fonctionnement normal et ne s'allume que lors de la survenue d'un problème. Par 10 convention, un tel voyant possède une forte luminosité pour attirer l'attention, et est de couleur rouge uniforme, couleur mnémotechnique associée à un problème et à une demande d'arrêt d'urgence. Un des inconvénients majeur d'un tel afficheur de données d'information est de ne pas permettre le multiplexage d'informations à afficher, du fait qu'il est dédié à 15 l'affichage d'une information unique. Les afficheurs de données d'information à définition normale ou haute se rapportent par exemple à des écrans reposant sur des technologies telles que les suivantes : cristaux liquides ou LCD (abréviation anglaise de « Liquid Cristal Display », signifiant en français : Affichage à Cristaux Liquides) ou TFT (abréviation anglaise de 20 « Thin Film Transistor », correspondant à un type de transistor à effet de champ dit « transistor couches minces ») ou matrices de points ou encore dédiés de type TN (Twisted Nematic), ou encore OLED (abréviation anglaise de « Organic Light Emitting Diode », signifiant diode organique à émission de lumière). Cependant, ce type d'afficheurs de données présente un inconvénient 25 important qui est lié à leur taux de multiplexage réduit. En effet, les afficheurs de données d'information de type TN se limitent à comporter des zones prédéfinies qui peuvent être rendues transparentes si l'afficheur est en majorité opaque, ou opaques si l'afficheur est transparent. Une alternative connue est constituée des afficheurs de données d'information à matrice de points ; ils se rapportent à l'affichage de segments et 30 permettent un affichage digital de chiffres et/ou de lettres et se limitent ainsi à présenter un nombre restreint de symboles. Les afficheurs de données d'information correspondant à des combinés d'instrumentation prévoyant l'affichage de divers équipements de mesures (compteur de vitesse, compte-tours, jauges diverses de niveau de carburant et de températures...), en 35 plus de présenter les mêmes inconvénients liés au taux faible de multiplexage d'informations possible, sont souvent dispersés dans plusieurs zones différentes d'un combiné d'instrumentation, voir du cockpit du moyen de transport. Par exemple, certains afficheurs sont déportés près de la colonne centrale de la planche de bord, au voisinage de l'autoradio dans les véhicules automobiles. Une telle disposition présente un inconvénient majeur résidant dans le fait que l'ensemble des informations devant être transmises au conducteur sont dispersées de manière disparate dans le cockpit. Dès lors, le conducteur doit faire preuve d'une attention importante sur un champ de vision large, ce qui peut entraîner un manque d'attention à la bonne conduite, ou pilotage, du véhicule et engendrer des accidents liés au fait que l'attention baisse ou est détournée pour ces raisons. L'invention vise à résoudre le problème lié aux difficultés techniques 10 rencontrées dans l'amélioration des interfaces homme-machine pour cockpit de moyen de transport. Avantageusement, la présente invention permet d'avoir un afficheur basse définition et des éléments du combiné d'instrumentation au même endroit, avec des synergies au niveau des fonctions et de la gestion de la diversité d'afficheurs possibles. 15 L'invention a donc pour objet une interface homme-machine susceptible de générer des données d'information au pilote ou au conducteur, et permettant de regrouper tous les afficheurs de données en un unique endroit du combiné d'instrumentation, de sorte qu'elles soient facilement visibles et compréhensibles pour le conducteur. 20 Afin d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-avant, l'invention a ainsi pour objet une interface homme-machine de type utilisable pour un cockpit d'un moyen de transport, comportant au moins un afficheur de données d'information comprises sur un support et relatives à des paramètres de fonctionnement du moyen de transport, remarquable en ce que ledit afficheur de données d'information comporte un afficheur 25 basse définition agencé derrière ledit support et étant apte à diffuser un flux lumineux en direction dudit support, vers le champ visuel de l'utilisateur. Il est ainsi possible d'émettre à destination de l'utilisateur des messages informatifs qui seront perçus au moyen de son attention diffuse et de sa vision périphérique. 30 Préférentiellement, l'afficheur basse définition comprend un ensemble de cellules, chaque cellule comportant au moins une source lumineuse. Selon un mode de réalisation, l'ensemble de cellules comporte un moyen de commande dynamique du flux lumineux. Avantageusement encore, le support est réalisé en un matériau dont les 35 propriétés permettent la diffusion du flux lumineux issu d'au moins une source lumineuse. Dans un mode de réalisation, l'afficheur basse définition est couvert par un diffuseur de lumière placé entre le support et l'afficheur basse définition.

En outre, la source lumineuse comprend au moins une diode électroluminescente de forte puissance. Avantageusement, l'afficheur de données d'information est choisi parmi, ou en combinaison avec, l'un des éléments suivants : cadran, afficheur à définition normale ou 5 haute, et afficheur à combiné d'instrumentation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées suivantes : - la figure 1 qui illustre une vue schématique en coupe d'un afficheur de données d'information selon un mode de réalisation de l'invention, et 10 - les figures 2 et 3 qui représentent d'autres vues schématiques d'un afficheur de données d'information selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 qui représente une vue schématique d'un autre afficheur de données d'information selon un mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 5 qui illustre une représentation de l'afficheur de données selon un mode de réalisation de l'invention, et - les figures 6 et 7 qui représentent un grossissement d'une section de l'afficheur de données d'information selon deux modes de réalisation de l'invention. 20 L'invention concerne une interface homme-machine placée sur un combiné d'instrumentation d'un moyen de transport de type routier, ferroviaire, par câble, fluvial, maritime, aérien ou encore spatial. Dans le mode de réalisation décrit ci-après, le moyen de transport sera considéré comme étant un véhicule automobile. Cette interface comporte au moins un afficheur de données d'information du 25 type à définition normale/haute ou encore à des combinés d'instrumentation. Ainsi que nous l'avons vu, les combinés d'instrumentation rassemblent l'affichage de divers équipements de mesures (compteur de vitesse, compte-tours, jauges diverses de niveau de carburant et de températures...). Ces combinés se décomposent plus ou moins en un certain nombre de zones qui sont de deux types : les cadrans avec 30 différents types d'éclairage qu'on peut décrire à partir de quelques cas types ou des afficheurs intégrés dans un combiné, par exemple des afficheurs à définition normale ou haute. Dans le présent mode de réalisation, et ainsi que l'illustre les figures 1 à 5 cet afficheur se rapporte par exemple à un équipement de mesure de type cadran 1, 9, 10. 35 Ce cadran 1, 9, 10 est compris dans un combiné d'instrumentation du véhicule automobile et comprend un support 4 de données d'information et des moyens d'éclairage adaptés pour diffuser un flux lumineux vers ledit support 4 de manière à permettre la bonne lecture des données d'information visibles sur le support 4. Ces données d'information se rapportent par exemple à des paramètres de fonctionnement du moyen de transport tels que ceux liés à la vitesse ou encore à des 5 niveaux de jauges, représentées par exemple par une graduation ou par d'autres types de représentation symbolique. Ces moyens d'éclairage (non représentés) peuvent prendre la forme non limitative de diodes. De tels moyens d'éclairage permettent d'éclairer le support 4 ainsi qu'une 10 aiguille 2 pour une bonne lecture par l'utilisateur des données d'information. L'éclairage apporté par ce flux de lumière est dit « à fonctionnement négatif » lorsque la graduation du support 4 et/ou l'aiguille 2 est/sont éclairée(s), et que le cadran 1, 9, 10 est non éclairé. L'éclairage est dit « à fonctionnement positif » lorsque la graduation du support 4 et/ou l'aiguille 2 est/sont non éclairée(s), et que le cadran 1, 9, 10 15 est éclairé, la graduation se voyant alors par contraste avec le fond du support 4. En bref, un éclairage à fonctionnement positif se rapporte à un affichage non éclairé sur fond éclairé et un éclairage à fonctionnement négatif se rapporte à un affichage éclairé sur fond non éclairé. Cet afficheur de données d'information comporte également un afficheur 20 basse définition 3 agencé derrière le support 4. L'expression « derrière » est relative à la perspective de vision du conducteur. L'afficheur basse définition 3 est ainsi placé derrière le support 4, très souvent de manière invisible pour ledit conducteur. Un afficheur basse définition produit un ou plusieurs points ou lignes lumineux et/ou de couleur. Au contraire des afficheurs haute définition, un afficheur basse définition 25 visualise un point ou une ligne qui s'étend sur une longueur et/ou une surface bien supérieure à la taille usuelle d'un pixel d'un afficheur haute définition. Un tel afficheur est dénommé « basse définition » parce qu'il ne comporte pas de contours bien définis. Il ne nécessite pas d'accommodation optique, ce qui est avantageux si on ne souhaite pas distraire l'attention de l'observateur et si le type d'information est choisi en conséquence. 30 II peut ainsi être disposé dans des zones non centrales du regard d'un utilisateur, où l'oeil est moins précis, mais encore sensible à une variation de position, d'intensité lumineuse ou de chrominance. Ainsi qu'il est illustré aux figures 1 à 5, l'afficheur basse définition 3 comporte un ensemble 12 de cellules 11. Chaque cellule 11 ayant dans ce mode de réalisation une 35 forme hexagonale non limitative. Ces contours de forme hexagonale comportent des parois 5 opaques orthogonales au support 4. Elles permettent de séparer les différentes cellules 11 comportant au moins une source lumineuse 6.

Il est à noter que l'orthogonalité des parois 5 par rapport au support 4 n'est pas impérative et que l'homme du métier peut être amené à adapter cette caractéristique au mode de réalisation particulier rencontré sans pour autant sortir de la portée de la présente invention.

La source lumineuse 6 est sensiblement ponctuelle et correspond, par exemple, à une diode électroluminescente. Cette diode électroluminescente peut être de forte puissance. Un tel afficheur basse définition 3 comporte également des moyens de commande d'éclairage dynamiques, c'est-à-dire permettant d'adapter l'intensité du flux lumineux de chaque source lumineuse 6 en fonction de paramètres tels que, par exemple, la luminosité ambiante du cockpit du véhicule automobile. Ces moyens de commande peuvent également être placés dans la cellule 11. Un tel afficheur basse définition 3 peut alors, dans ce contexte, produire un éclairage capable d'émettre une puissance lumineuse supérieure à celle équivalente au soleil afin de rester visible même en cas d'éclairage (direct ou réfléchi) par le soleil. Il peut également atténuer cette puissance lumineuse lorsque la luminosité ambiante diminue du fait, par exemple, de changements météorologiques ou de la survenue de la nuit. Ainsi, l'intensité lumineuse générée par les différentes cellules 11 est toujours optimale au regard de la perception que doit en avoir l'utilisateur afin de comprendre l'information qui doit lui être transmise. On notera qu'un tel effet peut être obtenu à partir, par exemple, d'au moins une diode électroluminescente de puissance, ou en regroupant un ensemble de plusieurs diodes électroluminescentes de puissance dans une surface de quelques cm2. On notera également que l'afficheur basse définition 3 est susceptible 25 d'émettre des puissances lumineuses comparables aux effets d'un rayonnement solaire tout en ne produisant qu'un échauffement limité. La configuration d'un ensemble 12 de cellules 11 composant un afficheur basse définition 3 est fonction notamment du support 4 de l'afficheur de données d'information et du type d'information à générer à destination de l'utilisateur, un 30 conducteur dans l'exemple illustratif. Ainsi, par exemple, cet afficheur basse définition 3 peut comprendre de manière non exhaustive une première cellule 11 comportant une source lumineuse 6, une deuxième cellule 11 comprenant trois sources lumineuses 6 et une troisième cellule 11 comprenant quatre sources lumineuses 6 et permettre ainsi, en activant l'une ou l'autre de 35 ces cellules 11 simultanément ou en séquence, d'afficher au niveau du support 4 des motifs signifiants et/ou dynamiques qui peuvent également changer de couleur.

La source lumineuse 6 utilisée dans ces cellules 11 est comprise sur un circuit imprimé 7 faisant partie de l'afficheur basse définition 3. Le circuit imprimé 7 comprend toutes les sources lumineuses 6 de cet afficheur basse définition 3. L'afficheur basse définition 3 est agencé derrière le support 4 de sorte que le flux de lumière émis par cet 5 afficheur basse définition 3 soit orienté en direction du support 4, vers le champ visuel de l'utilisateur. Le support 4 est réalisé en un matériau dont les propriétés permettent d'une part une diffusion de la lumière issue d'au moins une source lumineuse 6, et d'autre part une dissimulation de l'afficheur basse définition 3. En effet on ne souhaite pas voir les cellules composant cet afficheur basse définition 3 ni leur contenu mais uniquement les 10 effets lumineux qu'il produit. A la figure 7, on notera que dans un mode de réalisation alternatif à celui de la figure 6, l'afficheur de basse définition 3 comporte un diffuseur de lumière 13 agencé entre le support 4 et les sources lumineuses 6 de l'afficheur basse définition 3, permettant ainsi d'améliorer la diffusion de la lumière émise par les sources lumineuses 6 de cet 15 afficheur basse définition 3. En d'autres termes, l'afficheur basse définition 3 est couvert par un diffuseur de lumière 13. L'afficheur de données d'information peut alors, à partir de l'afficheur basse définition 3, réaliser des signalisations peu précises mais basées sur une perception analogique par l'utilisateur visé, afin d'être plus intuitives. 20 Dans sa mise en oeuvre, un cadran 1 conforme à l'invention permet de représenter analogiquement des paramètres fonctionnels du véhicule automobile ou encore des grandeurs relatives à une valeur de référence d'un de ces paramètres. A titre d'exemple, il peut permettre, en complément d'un terminal GPS, d'afficher au niveau du cadran 1 des données d'information relatives à l'itinéraire suivi par 25 le véhicule en signalant par exemple l'écart par rapport à l'itinéraire recommandé, ou encore la direction à suivre relativement audit itinéraire recommandé. Les différentes sources lumineuses 6 peuvent alors générer un flux lumineux visant à informer l'utilisateur en ce sens. Dans un autre exemple, il peut permettre, au travers de l'activation de 30 cellules 11 de manière séquentielle, de générer des flux lumineux diffusés par le support 4 permettant d'apporter des informations à l'utilisateur dans le cadre d'une assistance au parcage, notamment en fonction de la distance à un obstacle. Une représentation symbolique ou encore l'utilisation d'un code couleur peut être utilisée pour la transmission de manière très intuitive de telles informations à l'utilisateur. 35 On comprend donc que de nombreuses fonctions de pilotage ou de sécurité peuvent ainsi être réalisées ou complétées par cette interface homme-machine : état de remplissage d'un réservoir de carburant ; comportement de conduite au regard d'un mode économique ou non... L'éclairage 8 généré par l'afficheur basse définition 3 peut aussi avoir une fonction esthétique, en particulier dans un tel cadran 1, 10, 9.

On peut imaginer que les informations affichées par l'afficheur de données d'information grâce l'afficheur basse définition 3 peuvent se rapporter à l'indication d'une vitesse du véhicule par rapport à une vitesse seuil donnée par un régulateur de vitesse, la vitesse de seuil pouvant être, par exemple, une vitesse limite autorisée sur l'itinéraire emprunté par le véhicule automobile.

Ainsi, si la vitesse du véhicule est inférieure à la vitesse de seuil déterminée par le régulateur, l'éclairage 8 prend une première couleur prédéterminée. L'information peut alors être affichée par un code couleur ou un symbole particulier réalisé par la combinaison 12 de cellules 11. Un des avantages de cette interface homme-machine est par exemple de contribuer à la réduction du nombre d'afficheurs, de réduire le nombre de compteurs ou de cadrans grâce à l'utilisation d'un ensemble 12 de cellules 11 qui sont reconfigurables. On peut ainsi redéfinir en cours d'utilisation les informations qui sont affichées. Une telle interface bénéficie donc d'un taux de multiplexage élevé. De plus, cette interface offre une bonne visibilité à l'utilisateur, de jour comme 20 de nuit, du fait notamment de la luminosité et de la simplicité des symboles et des codes couleurs utilisés, lesquels peuvent se révéler utiles pour une compréhension adéquate et rapide de l'information affichée. En outre, le dispositif d'information selon l'invention présente l'avantage d'être d'une compréhension facile et intuitive. Le changement de couleur attire le regard du 25 conducteur. Ainsi, une luminosité, ou une variation de celle-ci, dans le champ de vision périphérique du conducteur qui regarde la route, permet d'attirer l'attention de celui-ci. Enfin, le positionnement de ce système d'information permet d'utiliser la connectique déjà en place sur le combiné d'instrumentation, ce qui permet de diminuer les coûts d'implantation. 30 L'invention met également en oeuvre une interface homme-machine qui est facile à intégrer dans un véhicule. De plus, elle offre l'avantage de disposer d'un maximum d'informations dans un espace limité grâce au multiplexage que permet l'affichage basse définition et à la possibilité d'intégration aisée dans les interfaces homme-machine existantes. 35 Par ailleurs, l'afficheur de données d'information peut comporter des moyens d'éclairage dont le fonctionnement est du type suivant : - fonctionnement négatif : graduation/aiguille éclairée, cadran non éclairé ; - fonctionnement positif : graduation/aiguille non éclairée, cadran éclairé, la graduation se voyant par contraste avec son « fond » éclairé ; - combinaison des fonctionnements positif et négatif : on peut en effet avoir un cadran éclairé, une graduation éclairée avec une bordure non éclairée et une aiguille non éclairée ; - combinaison des fonctionnements différents pour le jour et la nuit. Par exemple on peut avoir une inversion jour/nuit : de jour le cadran est clair avec une graduation sombre et une aiguille sombre et de nuit le cadran est noir avec une graduation éclairée et une aiguille éclairée ; - fonctionnement « Black Panel » (c'est-à-dire « écran noir » en français) : de jour et de nuit (mais avec une luminosité beaucoup plus faible de nuit) on a un fonctionnement « négatif », l'éclairage étant ici très puissant et concentré sur de petites surfaces, une vitre fumée (5 (3/0 à 30 (3/0 de transmission) atténue alors considérablement l'effet du soleil.

Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et illustrés. Elle n'est en outre pas limitée à ces exemples d'exécution et aux variantes décrites.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Interface homme-machine de type utilisable pour un cockpit d'un moyen de transport, comportant au moins un afficheur de données d'information comprises sur un support (4) et relatives à des paramètres de fonctionnement du moyen de transport caractérisée en ce que ledit afficheur de données d'information comporte un afficheur basse définition (3) agencé derrière ledit support (4) et étant apte à diffuser un flux lumineux (8) en direction dudit support (4), vers le champ visuel de l'utilisateur.
2. 2. Interface homme-machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'afficheur basse définition (3) comprend un ensemble (12) de cellules (11), chaque cellule (11) comportant au moins une source lumineuse (6).
3. 3. Interface homme-machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble (12) de cellules (11) comporte un moyen de commande dynamique du flux lumineux (8).
4. 4. Interface homme-machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (4) est réalisé en un matériau dont les propriétés 15 permettent la diffusion du flux lumineux (8) issu d'au moins une source lumineuse (6).
5. 5. Interface homme-machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit afficheur basse définition (3) est couvert par un diffuseur de lumière (13) placé entre le support (4) et l'afficheur basse définition (3).
6. 6. Interface homme-machine selon la revendication précédente, caractérisée en 20 ce que ladite source lumineuse (6) comprend au moins une diode électroluminescente de forte puissance.
7. 7. Interface homme-machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'afficheur de données d'informations est un cadran (1, 9, 10).
8. 8. Interface homme-machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée 25 en ce que l'afficheur de données d'information est choisi parmi, ou en combinaison avec, l'un des éléments suivants : afficheur à définition normale ou haute, et afficheur à combiné d'instrumentation.