FR2632803A1 - Device for boosting the voltage to vehicle headlamps - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en courant continu capable, au moyen d'une surtension momentanée, d'augmenter les performances d'un consommateur d'électricité. Ce dispositif est particulierement destiné & l'alimentation des projecteurs route et croisement des-véhicules automobiles. The present invention relates to a DC power supply device capable, by means of a momentary overvoltage, of increasing the performance of an electricity consumer. This device is particularly intended for supplying road and intersection headlights for motor vehicles.
L'éc-lairage fourni par les projecteurs, sources de puissance lumineuse limitée, est satisfaisant dans les conditions normales d'utilisation. Cependant cet éclairage se trouve insuffisant dans certaines conditions critiques et transitoires de conduite: éblouissement, rafale de pluie, projections d'eau, changement de type d'éclairage, obstacle pu virage mal identifié, salissement du pare-briseF 501 particulièrement sombre. Dans de telles circonstances une augmentation de puissance de l'éclairage doit amener une augmentation de la visibilité et de la sécurité. De plus, les vehicules récents très aérodynamiques, disposent de très peu de place pour les projecteurs ce qui limite beaucoup les performances de l'éclairage.Les faisceaux route sont souvent faibles, car les-faisceaux croisement, tenus a une performance minimale par les réglementations, sont favorisés lors de l'étude optique au detriment du faisceau route. Il existe donc un besoin, en général passager, d'amplification du flux lumineux des projecteurs automobiles route et croisement. The lighting provided by the projectors, sources of limited light power, is satisfactory under normal conditions of use. However, this lighting is insufficient in certain critical and transient driving conditions: dazzling, rain gust, water splashes, change in type of lighting, obstacle or misidentified turn, soiling of the particularly dark F 501 windshield. In such circumstances, an increase in the power of the lighting must lead to an increase in visibility and safety. In addition, recent very aerodynamic vehicles have very little space for the headlamps which greatly limits the lighting performance. The main beams are often weak, because the cross beams, required to a minimum performance by regulations , are favored during the optical study to the detriment of the main beam. There is therefore a need, generally temporary, for amplification of the luminous flux of road and low beam automobile headlights.
Dans l'état actuel de la techni-que l'augmentation de flux lumineux peut etre assurée par l'allumage de projecteurs complémentaires du type longue portée ou antibrouillard. Une telle solution demande une consommation d'énergie supplémentaire; elle est de moins en moins acceptable en raison du peu de place disponible sur la partie avant des véhicules modernes. In the current state of the art that the increase in luminous flux can be ensured by the lighting of additional headlamps of the long range or fog type. Such a solution requires additional energy consumption; it is less and less acceptable due to the limited space available on the front end of modern vehicles.
L'application d'une surtension raisonnabIe aux filaments des projecteurs provoque facilement une augmentation sensible de flux lumineux. Le flux lumineux dépend, en effet, v peu près de la puissance 3 de la tension d'alimentation. Un dispositif de mise en surtension d'un filament de croisement de lampe pour projecteurs de véhicules a ete decrit dans le brevet français 8207528 du 30 avril 1982 de Equipements
Automobiles MARCHAL. Il présente l'inconvénient de proposer un circuit électronique complexe utilisant de coûteux composants de puissance qui génèrent,. en raison du fonctionnement du multivibrateur, des perturbations électriques sur le réseau du véhicule.The application of a reasonable overvoltage to the filaments of the headlights easily causes a significant increase in luminous flux. The luminous flux depends, in fact, approximately on the power 3 of the supply voltage. A device for overvoltage of a lamp-crossing filament for vehicle headlights was described in French patent 8207528 of April 30, 1982 of Equipements
Automobiles MARCHAL. It has the drawback of proposing a complex electronic circuit using expensive power components which generate. due to the operation of the multivibrator, electrical disturbances on the vehicle network.
La présente invention propose un système d'alimentation simple, applicable au fi lament route et au filament croisement, qui, sans diminuer sensiblement la durée de vie des lampes, améliore de façon notable la performance des projecteurs dans les situations critiques. The present invention provides a simple power system, applicable to the road filament and the crossing filament, which, without significantly reducing the life of the lamps, significantly improves the performance of the headlamps in critical situations.
Ce système n'est pas susceptible de perturber le réseau du véhicule et peut être réalisé avec des composants économiques. Le dispositif consiste en une batterie d'accumulateurs auxiliaire, un élément de controle du courant de charge de cette batterie et un inverseur qui commande soit la mise en série provisoire de la batterie auxiliaire et de la batterie principale, soit la mise en situation de charge de la batterie auxiliaire. Lui sont associés les détecteurs susceptibles de déclencher le processus de mise en surtension. La surtension appliquée par le dispositif dépend du type de l'accumulateur auxiliaire, de son état de charge et du nombre d'éléments utilisés.On peut considérer que, pour une alimentation en 12 Volts, la surtension doit être comprise entre ,5
Volt et 3 Volts pour un gain en flux lumineux approximativement compris entre 13% et 95%.This system is not likely to disturb the vehicle network and can be implemented with economical components. The device consists of an auxiliary storage battery, an element for controlling the charging current of this battery and an inverter which controls either the provisional series connection of the auxiliary battery and the main battery, or the setting in charge situation. auxiliary battery. Associated with them are detectors capable of triggering the overvoltage process. The overvoltage applied by the device depends on the type of auxiliary battery, its state of charge and the number of elements used. It can be considered that, for a 12-volt supply, the overvoltage must be between, 5
Volt and 3 Volts for a gain in luminous flux approximately between 13% and 95%.
Dans une réalisation préférée de l'invention l'inverseur sera temporisé pour limiter le temps d'usage en surtension ce qui présente les avantages suivants par rapport a un fonctionnement de longue durée en surtension: - l'état de charge de la batterie auxiliaire est maintenu å un niveau raisonnable. In a preferred embodiment of the invention, the inverter will be timed to limit the usage time in overvoltage, which has the following advantages compared to a long-term operation in overvoltage: - the state of charge of the auxiliary battery is maintained at a reasonable level.
- la durée de vie des lampes n'est pas affectée par le fonctionnement en surtension si le temps de surtension est équilibre par un temps de fonctionnement notablement plus long en légère sous-tension par rapport a la tension normale de fonctionnement. Par exemple, dans un système 12
Volts, une surtension de 1,5 volts pendant 5% du temps peut être compensée par une sous-tension de 0,5 volts pendant 95% du temps compte tenu des caractéristiques des filaments des lampes actuelles.- the lifetime of the lamps is not affected by overvoltage operation if the overvoltage time is balanced by a significantly longer operating time at slight undervoltage compared to the normal operating voltage. For example, in a 12 system
Volts, an overvoltage of 1.5 volts for 5% of the time can be compensated by an undervoltage of 0.5 volts for 95% of the time taking into account the characteristics of the filaments of current lamps.
La figure i représente le schéma fonctionnel d'un dispositif conforme a la présente invention. Figure i shows the block diagram of a device according to the present invention.
La figure 2 represente le schéma électrique d'un circuit conforme a une variante de realisation d'un dispositif d'alimentation conforme a la présente invention. Figure 2 shows the electrical diagram of a circuit according to an alternative embodiment of a supply device according to the present invention.
La figure 3 représente une variante de réalisation du schéma de la figure 2. FIG. 3 represents an alternative embodiment of the diagram in FIG. 2.
On va maintenant décrire le schéma fonctionnel d'un dispositif conforme à la présente invention tel que représenté sur la figure t. Le- circuit électrique d'un véhicule automobile comprend un générateur 1 qui alimente une batterie d'accumulateurs 2. La tension disponible sur la borne 9 de la batterie est normalement utilisée pour alimenter Ies consommateurs 26 par l'intermédiaire d'un organe de commande- 30, contacteur par exemple. Le dispositif 3, objet de l'invention, est inséré entre la borne 9 et les consommateurs 26.Son fonctionnement est le suivant: Un inverseur temporisé 6, sous l'influence d'une commande d'inverseur 11, transfère la tension de la borne 9 soit a la borne 14 soit a la borne 13. Quand, dans la position représentée de l'inverseur, la tension est appliquee a la borne 14 une batterie auxiliaire 17 élève la tension .d'utilisation disponible sur la borne 13 de quelques volts. Cette tension est appliquée aux consommateurs par l'intermédiaire de l'organe- de commande 30. Quand, dans l'autre position de l'inverseur, la tension est appliquée a la borne 13 les consommateurs se trouvent alimentés a la tension normale de la borne 9 et en meme temps la batterie auxiliaire 17 se trouve chargée au travers de l'organe de controle du courant de charge 32.Cet organe de contrle 32 est piloté par le détecteur d'état de charge 31 qui utilise des informations concenant la température, la durée de charge et les tensions existantes. We will now describe the functional diagram of a device according to the present invention as shown in Figure t. The electric circuit of a motor vehicle comprises a generator 1 which supplies a storage battery 2. The voltage available at terminal 9 of the battery is normally used to supply consumers 26 via a control member - 30, contactor for example. The device 3, object of the invention, is inserted between the terminal 9 and the consumers 26. Its operation is as follows: A timed inverter 6, under the influence of an inverter command 11, transfers the voltage from the terminal 9 either at terminal 14 or at terminal 13. When, in the represented position of the inverter, the voltage is applied to terminal 14 an auxiliary battery 17 raises the operating voltage available on terminal 13 by a few volts. This voltage is applied to consumers via the control member 30. When, in the other position of the inverter, the voltage is applied to terminal 13, the consumers are supplied with the normal voltage of the terminal 9 and at the same time the auxiliary battery 17 is charged through the charge current control member 32. This control member 32 is controlled by the charge state detector 31 which uses information relating to the temperature , the charging time and the existing voltages.
Bien entendu, le schéma fonctionnel de la figure i peut être simplifie sans sortir du cadre de l'invention. A titre d'exemples de simplifications on peut citer les modifications suivantes qui peuvent être utilisées en combinaison ou non: - L'inverseur 6 n'est pas temporisé - Le détecteur d'état de charge 31 est supprimé - quand le consommateur est unique (cas d'un filament ou d'une paire de filaments de meme fonction), l'organe de commande 30, éventuellement extérieur au dispositif, peut etre place entre les bornes 9 et 5 et la borne 13 peut être reliée directement au consommateur 26.Of course, the functional diagram of Figure i can be simplified without departing from the scope of the invention. As examples of simplifications, the following modifications can be cited which can be used in combination or not: - The inverter 6 is not timed - The charge state detector 31 is deleted - when the consumer is unique ( case of a filament or a pair of filaments of the same function), the control member 30, possibly external to the device, can be placed between the terminals 9 and 5 and the terminal 13 can be connected directly to the consumer 26.
On va maintenant décrire le schéma du circuit représenté sur la figure 2 a titre d'exemple. Ce circuit est alimenté par la batterie du véhicule par l'intermédiaire de la borne 9 positive et de la borne 10 négative ou borne de masse. La borne 9 peut recevoir les moyens habituels de filtrage, non représentés, en vue de protéger les composants électroniques. Le circuit sert a alimenter d'une fanon conforme a l'invention l'un ou l'autre des deux filaments d'une lampe 26 par l'intermédiaire du connecteur 27. We will now describe the circuit diagram shown in Figure 2 by way of example. This circuit is supplied by the vehicle battery via terminal 9 positive and terminal 10 negative or ground terminal. Terminal 9 can receive the usual filtering means, not shown, in order to protect the electronic components. The circuit is used to feed one of the two filaments of a lamp 26 through a connector 27 according to the invention.
D'une façon générale, le circuit représenté sur la figure 2, se compose d'un contacteur de commande Il et d'un circuit de temporisation monostable, réalisé par le circuit integré Cli associe a la résistance R1 et au condensateur C2, dont la sortie commande la conduction du transistor ballast Ti qui agit sur le relais inverseur 12. In general, the circuit shown in Figure 2, consists of a control switch Il and a monostable delay circuit, made by the integrated circuit Cli associated with the resistor R1 and the capacitor C2, whose output controls the conduction of the ballast transistor Ti which acts on the change-over relay 12.
Le circuit se compose aussi d'une batterie auxiliaire 17 qui, quand le contact 14 est relié a la borne positive 9, fournit une tension supérieure a la tension de la borne 9
sur la borne 1S. La borne 1S alimente les contacts des
relais 18 et 19 qui distribuent le courant soit au -filament croisement soit au filament route en fonction des
tensions appliquées respectivement en 20et 21. La
résistance R3 règle le courant de charge de la batterie
auxiliaire 17 quand le contact 13 est relie à la borne
positive 9.The circuit also consists of an auxiliary battery 17 which, when the contact 14 is connected to the positive terminal 9, supplies a voltage greater than the voltage of the terminal 9
on terminal 1S. Terminal 1S supplies the contacts of the
relay 18 and 19 which distribute the current either to the crossover filament or to the road filament depending on the
voltages applied in 20 and 21 respectively.
resistance R3 adjusts the battery charging current
auxiliary 17 when contact 13 is connected to the terminal
positive 9.
Pour aider la compréhension de la description
détaillée du fonctionnement, qui va suivre, une liste de
composants est donnée ci-dessous a titre d'exemple non
limitatif.To help understand the description
detailed operation, which will follow, a list of
components is given below as an example not
limiting.
- Circuit CI1: Type 5A555 commercialise par la société
THOMSON-SGS pour les applications automobiles.- Circuit CI1: Type 5A555 sold by the company
THOMSON-SGS for automotive applications.
- Résistance Ri: 1 Mégohm
- Résistance R2: 10000 Ohm
- Résistance R3: 270 Ohm
- Condensateur Cl: 0,01 uF
- Condensateur C2: 2,2 uF
- Condensateur C3: 0,1 uF
- Transistor T1: NPN
- Batterie 17 Batterie étanche Ni-Cd format KR 15/51
suivant la norme IEC 285
Le circuit intégré CI1 branché comme indiqué sur
la figure 2, alimente la résistance R2, a partir du moment
où une impulsion négative est envoyee sur la broche 2 par
le-contact Il, pendant un temps t détermine par la formule
suivante: t= 1,1 x R1 x C2.Dans le cas de figure 2 le
temps t ainsi calculé est 2,42 secondes.
Le contact Il peut être établi simplement par un poussoir a la disposition du- conducteur mais un système
automatique est préférable. Une variante préférée de
l'invention consiste a utiliser un signal fonction de la
décêleration du véhicule, soit celui d'un décéléromètre
simple incorporé au dispositif, soit un signal provenant de la commande de l'accélérateur ou du frein, pour établir de façon automatique le contact il. Bien- entendu, plusieurs contacts il peuvent être installés en parallèle pour obtenir une réaction du dispositif a différents parametres soit automatiquement soit manuellement.- Resistance Ri: 1 Megohm
- R2 resistance: 10,000 Ohm
- Resistance R3: 270 Ohm
- Cl capacitor: 0.01 uF
- C2 capacitor: 2.2 uF
- C3 capacitor: 0.1 uF
- T1 transistor: NPN
- Battery 17 Waterproof Ni-Cd battery format KR 15/51
according to IEC 285 standard
The integrated circuit CI1 connected as indicated on
Figure 2, feeds resistor R2, from the moment
where a negative pulse is sent to pin 2 by
the-contact It, for a time t determined by the formula
following: t = 1.1 x R1 x C2.In the case of figure 2 the
time t thus calculated is 2.42 seconds.
Contact It can be established simply by a button available to the driver but a system
automatic is preferable. A preferred variant of
the invention consists in using a signal depending on the
detachment of the vehicle, that of a decelerometer
simple incorporated into the device, either a signal from the accelerator or brake control, to automatically establish contact there. Of course, several contacts there can be installed in parallel to obtain a reaction from the device to different parameters, either automatically or manually.
Le passage du courant dans la résistance R2, reliée a la base du transistor T1, rend ce dernier conducteur. Le relais inverseur 12 se trouve activé par le courant qui circule dans son bobinage, sa palette établit le contact entre la borne positive 9 de la batterie principale et la borne 14. La borne 14 est reliee a l'électrode négative- 16 de la batterie auxiliaire 17. The passage of current through resistor R2, connected to the base of transistor T1, makes this latter conductor. The inverter relay 12 is activated by the current flowing in its winding, its paddle establishes contact between the positive terminal 9 of the main battery and terminal 14. Terminal 14 is connected to the negative electrode- 16 of the battery auxiliary 17.
L'électrode positive 15 de la batterie auxiliaire se trouve ainsi portée a une tension supérieure d'environ 1
Volt a la tension de la batterie principale de la borne 9.The positive electrode 15 of the auxiliary battery is thus brought to a higher voltage of about 1
Volt at the voltage of the main battery of terminal 9.
La tension disponible a la borne 15 est utilisée pour l'alimentation des contacts d'entrée des relais 18 et 19. Une tension d'activation de ces relais, provenant du commutateur habituel des projecteurs, appliquée soit sur la borne 20 soit sur la borne 21, alimente en surtension soit le filament croisement 24 de la lampe 26 soit le filament route 25. The voltage available at terminal 15 is used to supply the input contacts of relays 18 and 19. An activation voltage for these relays, coming from the usual spotlight switch, applied either to terminal 20 or to terminal 21, supplies either the crossing filament 24 of the lamp 26 or the road filament 25 in overvoltage.
Une fois le temps t écoulé la résistance R2 n'est plus alimentée, le transistor T1 n'est plus conducteur, le relais inverseur 12 n'est plus activé et sa palette etablit le contact entre la borne positive 9 de la batterie principale et la borne 13. La borne 15 se trouve ainsi portée å une tension légèrement inférieure a la tension de la batterie principale de la borne 9. La différence de tension peut être ajustée par la résistance du conducteur entre 13 et 1S, par exemple 0s1 ohm, pour équilibrer la durée de vie de la lampe.La borne 15 est utilisée d'une part, de la meme façon que lors de la phase de fonitionnement précédente, pour l'alimentation des contacts d'entrée des relais 18 et 19, et, d'autre part pour assurer la recharge de la batterie auxiliaire 17 au travers de la résistance régulatrice de courant R3. Once the time t has passed, the resistor R2 is no longer supplied, the transistor T1 is no longer conductive, the inverter relay 12 is no longer activated and its palette establishes contact between the positive terminal 9 of the main battery and the terminal 13. Terminal 15 is thus brought to a voltage slightly lower than the voltage of the main battery of terminal 9. The voltage difference can be adjusted by the resistance of the conductor between 13 and 1S, for example 0s1 ohm, for balance the life of the lamp. Terminal 15 is used on the one hand, in the same way as during the previous operation phase, to supply the input contacts of relays 18 and 19, and, d on the other hand to ensure the recharging of the auxiliary battery 17 through the current regulating resistor R3.
Le dispositif représenté sur la figure 2 ne comporte pas, pour en faciliter la compréhension, les circuits habituels a l'électronique automobile destinés a protéger les composants contre surtensions et courts-circuits. Il a éte représenté dans le cas d'alimentation d'une lampe a deux filaments, mais il est clair que son utilisation peut etre étendue à plusieurs lampes a un ou plusieurs filaments. To make it easier to understand, the device shown in FIG. 2 does not have the usual circuits for automobile electronics intended to protect the components against overvoltages and short-circuits. It has been shown in the case of feeding a lamp with two filaments, but it is clear that its use can be extended to several lamps with one or more filaments.
Les relais 12, 18, èt 19 peuvent facilement être remplacés par des transistors de puissance "intelligents', c'est a dire adaptés a l'usage automobile par une protection logique interne. Le contrôle du courant de charge de la batterie auxiliaire a ete represente par une simple résistance R3; sans sortir du cadre de l'invention, la résistance R3 peut être remplacée par un système de contrôle optimisé prenant en compte la température- de la batterie, les tensions existant aux différents points du circuit ou le temps d'utilisation par exemple
La batterie auxiliaire 17 est, dans les conditions habituelles d'utilisation, maintenue dans un bon état de charge par le cycle normal des périodes de charge et de surtension, cependant, dans le cas oQ l'on souhaite garantir, quelle que soit la fréquence des demandes de surtension, la-durée de vie des lampes et un plein état de charge de la batterie auxiliaire, une variante du circuit peut être réalisée de la fasDn suivante: Un circuit temporisateur d'un type semblable au circuit Cil, dont la constante de temps est 5 à 25 fois supérieure a celle du circuit Cil court-circuite le condensateur C2 pour empecher une mise en surtension tant que la lampe n'a pas fonctionné un temps suffisant en sous-tension.Relays 12, 18, and 19 can easily be replaced by "intelligent" power transistors, that is to say adapted to automotive use by an internal logic protection. The control of the charge current of the auxiliary battery has been represents a simple resistor R3; without departing from the scope of the invention, the resistor R3 can be replaced by an optimized control system taking into account the temperature of the battery, the voltages existing at the various points of the circuit or the time d use for example
The auxiliary battery 17 is, under the usual conditions of use, maintained in a good state of charge by the normal cycle of the charging and overvoltage periods, however, in the case where it is desired to guarantee, whatever the frequency requests for overvoltage, the lifetime of the lamps and a full state of charge of the auxiliary battery, a variant of the circuit can be produced from the following fasDn: A timer circuit of a type similar to the Cil circuit, whose constant time is 5 to 25 times greater than that of the circuit Cil short-circuits the capacitor C2 to prevent an overvoltage as long as the lamp has not operated sufficient time under-voltage.
La figure 3 décrit une variante de réalisation du branchement du relais 12. Une diode 29 est installée dans le sens passant entre la borne 9 et la borne 13. Cette disposition assure le maintien de l'alimentation pendant le basculement de la palette du relais 12. FIG. 3 describes an alternative embodiment of the connection of the relay 12. A diode 29 is installed in the direction passing between the terminal 9 and the terminal 13. This arrangement ensures the maintenance of the supply during the tilting of the pallet of the relay 12 .
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'etredécrit a partir duquel on pourra imaginer de nombreuses variantes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Il existes en particulier, de nombreux capteurs susceptibles de mettre en action le dispositif de surtension, entre autres le début de l'allumage du faisceau croisement ou la mise en route de l'essuie glace. Of course, the present invention is not limited to the embodiment which has just been described from which one can imagine many variant embodiments without departing from the scope of the present invention. In particular, there are many sensors capable of activating the overvoltage device, inter alia the start of switching on of the dipped beam or the starting of the wiper.
Compte tenu du fait que le non fonctionnement du dispositif ne met pas en cause la sécurité du véhicule et que son fonctionnement intempestif n'apporte pas de gène aux usagers, un capteur photoélectrique très simple, utilisant l'accroissement de lumière venant des véhicules opposes, peut être utilisé. La durée de la surtension peut être comprise entre 1 et 10 secondes. Given the fact that the non-functioning of the device does not jeopardize the safety of the vehicle and that its untimely operation does not bring discomfort to users, a very simple photoelectric sensor, using the increase in light coming from opposite vehicles, can be used. The duration of the overvoltage can be between 1 and 10 seconds.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8807606A FR2632803B1 (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | VEHICLE PROJECTOR OVERVOLTAGE DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8807606A FR2632803B1 (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | VEHICLE PROJECTOR OVERVOLTAGE DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2632803A1 true FR2632803A1 (en) | 1989-12-15 |
| FR2632803B1 FR2632803B1 (en) | 1992-09-04 |
Family
ID=9367060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8807606A Expired - Fee Related FR2632803B1 (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | VEHICLE PROJECTOR OVERVOLTAGE DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2632803B1 (en) |
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Also Published As
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| FR2632803B1 (en) | 1992-09-04 |
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| ST | Notification of lapse |