FR3055474B1 - Volet de coffre de vehicule automobile equipe d'une vitre transparente supportant des elements d'antenne serigraphies - Google Patents

Abstract

Volet de coffre (10) de véhicule automobile (V) comportant au moins une partie de charnière (21) solidaire du volet de coffre (10) qui est apte à coopérer en rotation avec au moins une partie de charnière solidaire du châssis (40), ledit volet étant équipé d'une vitre transparente (5) supportant au moins un premier aérien (A1) d'antenne (FM1) sérigraphié sur la vitre (5), apte à recevoir un signal radioélectrique dans une bande de fréquences déterminée, caractérisé en ce que le volet (10) est réalisé dans un matériau non conducteur de l'électricité et en ce qu'il comporte un plan de référence électrique (8) rapporté sur le volet (10) entre un bord de la vitre (5) et un bord du volet (10), un module de réception (R1) connecté électriquement d'une part à l'aérien (A1) de l'antenne (FM1) et, d'autre part, au plan de référence (8), et des moyens de raccordement électrique (81) à la partie de la charnière (21) solidaire du volet (10), aptes à coupler électriquement le plan de référence (8) au châssis (40) du véhicule (V).

Description

VOLET DE COFFRE DE VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D’UNE VITRE TRANSPARENTE SUPPORTANT DES ELEMENTS D’ANTENNE

SERIGRAPHIES

La présente invention concerne de manière générale les volets de coffre de véhicules automobiles équipés de vitres transparentes et plus particulièrement les volets dont les vitres supportent des éléments d’antennes qui sont sérigraphiés sur la vitre.

On désigne indifféremment une vitre par lunette arrière et le volet de coffre par hayon ou plus généralement par ouvrant arrière.

Les antennes sont de plus en plus intégrées de façon qu'elles ne soient plus visibles de l'extérieur du véhicule, en permettant à ce dernier de présenter un aspect plus harmonieux, en accord avec les goûts actuels du public. Les inconvénients liés à l'emploi d'équipements en saillie, qui concernent l’aérodynamisme, les bruits, les vibrations, l’étanchéité, le vandalisme sont ainsi fortement diminués.

Ceci étant, il importe que l'antenne soit placée dans un environnement tel qu'elle puisse continuer à assurer sa fonction essentielle qui consiste en une transduction d'un champ électromagnétique (externe au véhicule), en un signal électrique exploitable par un équipement de radio, monté à bord du véhicule, avec une qualité satisfaisante.

Un compromis est donc toujours à rechercher entre la position de l'antenne que l'on désire la moins visible possible et ses performances de rayonnement qui sont d'autant plus affectées que la structure radiative de l'antenne est intégrée dans le véhicule et notamment proche de ses parties métalliques.

L'état de l'art actuel offre de nombreuses possibilités d'antennes dites cachées, en particulier pour les trois fonctions de réception-radio suivantes : Radio FM (Modulation de Fréquence entre 76 MHz et 108 MHz), Radio AM (Modulation d'Amplitude) entre 140 kHz et 1,7 MHz, DAB (Digital Audio Broadcast).

Pour un véhicule comportant un volet de coffre, la vitre est utilisée comme support de l’élément récepteur des antennes FM, désigné également par « aérien ».

Le terme antenne englobe l’aérien, son module de réception et les liaisons électriques et connectique entre d’une part l’aérien et le module et, d’autre part le module et son alimentation.

En général chacune des fonctions d'antennes cachées FM, AM, DAB met en œuvre un aérien et un module de réception dédié à l’antenne, le plus proche possible de celui-ci.

La figure 1 illustre un volet de coffre 1 de l’état de la technique, relié à la caisse 40 d’un véhicule V par deux charnières d’articulation 3 et 4 tel que visible par un observateur placé à l’arrière du véhicule V et regardant vers l’intérieur du véhicule V, volet de coffre 1 ouvert.

Le volet de coffre 1 ouvert laisse apparaître d’une part, l’habitacle H du véhicule V et, d’autre part, la partie haute du volet 1, située entre la vitre 5 et le bord supérieur du volet 1, dépourvue volontairement de ses éléments de garnissage pour laisser apparaître les modules de réception R1 et R2 des antennes FM1 et FM2 ainsi que les faisceaux et connectiques FC d’alimentation des modules de réception R1 et R2 et du réseau de dégivrage 6 de la vitre 5.

La vitre 1 est une vitre transparente fixe en verre ou en plastique supportant les aériens A1, A2 des antennes FM1, FM2. Sur la même vitre 1, il est également prévu le réseau de dégivrage 6 de la vitre 1 de type conventionnel où ce couplent les aériens A1, A2 des antennes FM1, FM2. Les aériens A1 et A2 des antennes FM1, FM2, ainsi que le réseau de dégivrage 6 sont déposés sur la surface de la vitre 1 par un procédé conventionnel de sérigraphie. Les aériens A1 et A2 sont reliés à une de leurs extrémités à leur module de réception respectif R1, R2 par un tronçon de liaison électrique filaire L1, L2.

La figure 2 illustre la zone cerclée de la figure 1. L’aérien A1 de l’antenne FM1 est constitué d’un moins une piste conductrice dans la partie haute de la vitre 5, à proximité du bord supérieur du volet 1.

Le module de réception R1 comprend typiquement un circuit réalisant l'adaptation d'impédance de l'aérien A1 à l'impédance caractéristique du câble coaxial sortant du module R1, c'est-à-dire égale à une valeur la plus proche possible de 50 ou 75 ohms.

On améliore la réception FM en disposant de plusieurs antennes FM par exemple deux, FM1 et FM2, couvrant respectivement les mêmes bandes de fréquences.

Le système radio du véhicule V peut posséder plusieurs tuners FM reliés chacun à une antenne dédiée (FM1, FM2, ...) et un logiciel de traitement des signaux radioélectriques reçus par les antennes. Ce traitement permet de simuler une antenne directionnelle qui serait systématiquement orientée de façon optimale. Une des antennes peut également être utilisée pour la mise à jour des paramètres radio tels que la liste des fréquences et le suivi RDS/ΤΑ (Radio Data System/Traffic Announcement) entre autres.

Les aériens A1 et A2 de chaque antenne FM1, FM2 comprennent respectivement des pistes conductrices horizontales (parallèles à la direction transversale du véhicule) disposées symétriquement de part et d’autre du plan vertical longitudinal médian M.

Ces pistes partent respectivement d’un bord latéral opposé de la vitre 1 et s’étendent selon des directions transversales opposées.

Les aériens A1 et A2 comportent une piste (ou ligne) sérigraphiée d'une longueur adaptée reliée au module récepteur qui est référencé à la masse du véhicule (masse électrique constituée par le châssis du véhicule 40) par l’intermédiaire du volet 1 métallique et conducteur électrique, sa rotation étant garantie par les charnières 3 et 4 également métalliques .

Le volet sur lequel est implantée la vitre supportant l’antenne sérigraphiée étant métallique, il offre naturellement une surface électriquement conductrice, qui est généralement appelée « plan de masse » ou plan de référence sous-entendu de référence de potentiel électrique, et qui interagit avec l’aérien en ce qui concerne les caractéristiques de réception de l’antenne soit en adaptant ses caractéristiques de réception (diagramme d’antenne) et/ou réduisant les perturbations électromagnétiques (CEM : Compatibilité Électromagnétique) dues à l’environnement de l’antenne.

Les perturbations sont généralement mesurées en pied d’antenne. S’agissant d’une antenne dont l’aérien est sérigraphié, le pied d’antenne correspond à l’extrémité de l’aérien qui est opposée à l’extrémité libre de la piste conductrice, et qui est relié électriquement au module de réception.

Un problème se pose alors avec les volets de coffre qui ne sont plus métalliques mais réalisés à partir de matériaux composites, électriquement non conducteur. Il n’y a alors plus de plan de référence « métallique » et l’antenne est alors plus sensible aux interférences électromagnétiques, notamment aux rayonnements électromagnétiques des autres composants électriques présents dans l’environnement proche de l’antenne comme les faisceaux électriques et calculateurs électroniques implantés dans le volet.

Les matériaux composites sont aujourd’hui de plus en plus utilisés dans l’industrie et, en particulier dans l’industrie automobile pour réaliser certaines pièces de carrosserie comme, par exemple, des volets de coffre.

Ces matériaux offrent d’excellentes propriétés mécaniques, plus de liberté dans la géométrie des pièces et leur légèreté permet la réduction des émissions de CO2.

Les matériaux composites utilisés dans la fabrication des pièces de carrosserie sont généralement constitués d’une matrice en polymère et d’un élément de renfort à base de fibres.

Ces matériaux sont considérés comme des matériaux plastiques et les pièces qui sont réalisées dans ces matériaux ne conduisent pas l’électricité. Elles ne peuvent donc plus être utilisées comme plan de référence, tel qu’un plan de masse pour un aérien d’antenne sérigraphié sur la vitre supportée par le volet de coffre.

La présente invention a pour but d’apporter une solution à ce problème tout en améliorant l’efficacité de l’antenne.

Elle a pour premier objet un volet de coffre de véhicule automobile comportant au moins une partie de charnière solidaire du volet de coffre qui est apte à coopérer en rotation avec au moins une partie de charnière solidaire du châssis, ledit volet étant équipé d’une vitre transparente supportant au moins un premier aérien d’antenne sérigraphié sur la vitre apte à recevoir un signal radioélectrique dans une bande de fréquences déterminée.

Le volet selon l’invention est caractérisé en ce qu’il est réalisé dans un matériau non conducteur de l’électricité et en ce qu’il comporte un plan de référence électrique rapporté sur le volet entre un bord de la vitre et un bord du volet, un module de réception connecté électriquement d’une part à l’aérien de l’antenne et, d’autre part, au plan de référence, et des moyens de raccordement électrique à la partie de la charnière solidaire du volet, aptes à coupler électriquement le plan de référence au châssis du véhicule.

Selon une caractéristique, l’aérien est couplé à un réseau de dégivrage sérigraphié sur la vitre et disposé à proximité d’un bord de la vitre, et le plan de référence est rapporté sur le volet entre un bord du volet et le bord de la vitre à proximité duquel est disposé l’aérien.

Selon une autre caractéristique, le module de réception est disposé sur le plan de référence.

Selon une autre caractéristique, la vitre supporte au moins un deuxième aérien d’antenne sérigraphié sur la vitre, les premier et deuxième aériens étant disposés de part et d’autre du plan médian du volet passant par le bord par rapport auquel les premier et deuxièmes aériens s’étendent parallèlement.

Selon une autre caractéristique, les moyens de raccordement électrique comportent au moins une patte de raccordement électrique reliée mécaniquement ou par collage avec la partie de charnière solidaire du volet.

Selon une autre caractéristique, le volet comporte deux parties de charnière disposées respectivement à proximité des bords extérieurs du volet de coffre et le plan de référence comporte deux pattes de raccordement électrique ; chaque patte s’étendant respectivement en regard de chacune des parties de charnière, solidaire du volet de coffre.

Selon une autre caractéristique, les moyens de raccordement électrique comportent une liaison filaire de longueur déterminée entre le plan de référence et le châssis du véhicule dans le cas où la partie de charnière solidaire du volet et la partie de charnière solidaire du châssis dans laquelle la partie solidaire du volet est apte à être engagée pour assurer la rotation du volet autour du châssis, ne sont pas électriquement conductrices. L’invention a pour second objet un véhicule automobile comportant un volet de coffre tel que décrit ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, représente la partie arrière d’un véhicule automobile comportant un volet de coffre électriquement conducteur, de l’état de la technique, équipé d’une vitre sur laquelle apparaissent des éléments de circuit électriques sérigraphiés, volet de coffre ouvert ; - la figure 2, déjà décrite, représente un détail de la figure 1 (zone cerclée) ; - la figure 3 représente la partie arrière d’un véhicule automobile comportant un volet de coffre non électriquement conducteur, selon l’invention, équipé d’une vitre sur laquelle apparaissent des éléments de circuit électriques sérigraphiés, volet de coffre ouvert ; - la figure 4, illustre les rendements d’une première antenne FM1 comparés entre plan de référence en contact avec les charnières du volet ou pas ; - la figure 5 illustre les rendements d’une deuxième antenne FM2, comparés entre plan de référence en contact avec les charnières du volet ou pas ; - la figure 6 illustre le résultat des mesures des perturbations CEM en pied d’antenne FM1, comparés entre plan de référence en contact avec les charnières du volet ou pas ; et - la figure 7 illustre le résultat des mesures des perturbations CEM en pied d’antenne FM2, comparés entre plan de référence en contact avec les charnières du volet ou pas.

Sur les figures les éléments identiques ou remplissant la même fonction, sont désignés par les mêmes référence numériques.

La figure 3 représente de manière schématique, la partie arrière d’un véhicule automobile V comportant un volet de coffre 10 non électriquement conducteur, réalisé à partir d’un matériau composite non électriquement conducteur.

Le volet de coffre 10 est représenté ouvert et laisse apparaître d’une part, l’intérieur de l’habitacle H du véhicule V et, d’autre part, le réseau de dégivrage 6 de la vitre 1 ainsi que deux antennes FM1 et FM2 comportant chacune un aérien A1 respectivement A2, un module de réception R1 respectivement R2 et les liaisons électriques de raccordement L1 et L2 entre les aériens A1, A2 et les modules de réception R1, R2.

Les deux antennes FM1 et FM2 formées de leurs aériens A1, A2, leurs modules de réception R1, R2 et leur liaisons électriques de raccordements L1, L2 sont disposées symétriquement sur la vitre 5 de part et d’autre du plan médian M du volet 10 correspondant également au plan médian de la vitre 5.

Les aériens A1 et A2 sont disposés à proximité du bord de la vitre 5 (bord supérieur), entre le réseau de dégivrage 6 et le bord (bord supérieur) de la vitre 5. Les pistes conductrices formant les aériens A1 et A2 s’étendent parallèlement à ce bord, du plan médian M du volet 1 (correspondant également au plan médian de la vitre 5) vers les bords extérieurs latéraux de la vitre 5, horizontalement dans des directions opposées.

De manière connue, le couplage électromagnétique entre les pistes conductrices formant les aériens A1 et A2 et les pistes conductrices formant le réseau de dégivrage 6, est déterminé pour optimiser l’efficacité des antennes FM1 et FM2.

Les deux antennes FM1 et FM2 sont par exemple aptes à recevoir des signaux radioélectriques dans une bande de fréquences comprises entre 87,5 MHz et 108 MHz.

Le volet 10 en matériau composite non conducteur comporte en outre un plan de référence où reposent les modules de réception qui est réalisé par exemple à partir d’un ruban adhésif en aluminium collé sur le volet 10 ou intégré dans le volet.

Dans l’exemple décrit en référence à la figure 3, la grande dimension du plan de référence 8, s’étend parallèlement au bord (bord supérieur) de la vitre 5 et sa longueur est similaire à la grande dimension de la vitre 5 également de forme générale rectangulaire. D’autres dimensions est formes géométriques peuvent être données au plan de référence 8.

Le plan 8 est conformé pour présenter des moyens de raccordements 81 et 82 électriques se présentant sous la forme de deux pattes, ou languettes, électriquement conductrices, à chacune des extrémités du plan 8 en regard des parties de charnières 21 et 22 appartenant au volet 10 qui solidarisent en rotation, avec les parties complémentaires de la charnière appartenant au châssis 40, le volet 10 sur le châssis 40 du véhicule V.

Ces pattes 81, 82 correspondent à des extensions du plan de référence 8 mises en contact avec les parties des charnières 21 et 22 solidaires du volet 10, reliées mécaniquement ou par collage avec ces dernières. Plus le contact électrique entre ces pattes 81,82 et les parties des charnières 21, 22 où est fixé le volet, sera de qualité, meilleur sera le résultat. La seule connexion d’une patte 81 ou 82 à l’une des charnières peut suffire à garantir l’augmentation des performances.

Dans la mesure où les charnières sont métalliques, le plan de référence 8 des antennes FM se comporte comme un plan de référence de potentiel électrique en bande FM, relié au châssis 40.

Les modules de réception R1 et R2 doivent être référencés au plan de référence 8. La connexion électrique entre le module R1, R2 et le plan de référence 8 peut être faite soit par une connexion filaire, soit par une bande de scotch conducteur et cosse fixée sur le plan 8 sans dépasser 20 cm, soit directement par contact avec une des faces du module de réception R1, R2, dont la masse du circuit électronique contenu dans le module y est connectée.

Le fait de connecter ce plan de référence 8 aux charnières métalliques assurant la manœuvre du volet par rapport au châssis 40 du véhicule V, augmente l’efficacité des antennes FM1, FM2 d’un gain de près de 3 dB tout en réduisant le niveau de perturbation électromagnétiques en pied des antennes FM1, FM2.

Au global, un net accroissement du niveau de la prestation radio en roulage est observé en bande FM.

Les figures 4 et 5 illustrent respectivement l’amélioration du rendement des antennes FM1 et FM2, exprimé en dB, selon que le plan de référence 8 est relié ou non aux charnières 21,22 pour la bande FM.

Les figures 6 et 7 illustrent respectivement la réduction des perturbations électromagnétiques aux pieds des antennes FM1 et FM2, exprimé en dBpV, selon que le plan de référence 8 est relié ou non aux charnières 21,22 pour la bande de fréquence FM étendue 76-108 MHz.

Dans la configuration décrite, le plan de référence 8 des antennes FM1, FM2 est en contact « faible impédance » (proche de 0 Ohm) avec le châssis 40 du véhicule V en ce qui concerne les signaux électriques en bande FM. L’impédance des charnières 21,22 au-delà de quelques dizaines de MHz étant plus faible que l’impédance d’une liaison filaire de plus de 1 m (longueur de la liaison en général utilisée pour mettre en contact le châssis 40 et le plan de référence 8).

Dans le cas où des dispositifs véhiculant des courants continus, tels que le réseau de dégivrage 6 de la vitre, sont connectés au plan de référence 8, une liaison filaire 9 entre le châssis 40 du véhicule V et le plan de référence 8 demeure nécessaire dans le cas où les deux parties des charnières assurant le mouvement du volet, ne seraient pas électriquement conductrices.

La présente invention n’est pas limitée au nombre d’antennes et à leur forme (en général une ou deux antennes FM sont présentes sur les vitrages). L’impact est indépendant de la forme du plan de référence.

Le contact du plan de masse est fait au niveau de la partie de la charnière fixée au volet de coffre.

Le principe fonctionne avec des charnières 21, 22 dont les deux parties sont électriquement conductrices ou non conductrices.

Tout type de matériau conducteur peut être utilisé pour le plan de référence 8 ; ce plan 8 étant placé sur la partie haute du volet 10 en étant collé ou intégré dans le volet 10. L’effet peut être transposable à d’autres bandes de réception radio utilisant le même concept d’antenne à aérien sérigraphié.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS

   1. Volet de coffre (1 ; 10) de véhicule automobile (V) comportant au moins une partie de charnière (21) solidaire du volet de coffre (10) qui est apte à coopérer en rotation avec au moins une partie de charnière solidaire du châssis (40), ledit volet étant équipé d’une vitre transparente (5) supportant au moins un premier aérien (A1) d’antenne (FM1) sérigraphié sur la vitre (5), apte à recevoir un signal radioélectrique dans une bande de fréquences déterminée, caractérisé en ce que le volet (10) est réalisé dans un matériau non conducteur de l’électricité et en ce qu’il comporte un plan de référence électrique (8) rapporté sur le volet (10) entre un bord de la vitre (5) et un bord du volet (10), un module de réception (R1) disposé sur le plan de référence (8) et connecté électriquement d’une part à l’aérien (A1) de l’antenne (FM1) et, d’autre part, au plan de référence (8), et des moyens de raccordement électrique (81) à la partie de la charnière (21) solidaire du volet (10), aptes à coupler électriquement le plan de référence (8) au châssis (40) du véhicule (V).
2. 2. Volet de coffre (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’aérien (A1 ) est couplé à un réseau de dégivrage (6) sérigraphié sur la vitre (5) et disposé à proximité d’un bord de la vitre (5), et en ce que le plan de référence (8) est rapporté sur le volet (10) entre un bord du volet et le bord de la vitre (5) à proximité duquel est disposé l’aérien (A1).
3. 3. Volet de coffre (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitre (5) supporte au moins un deuxième aérien (A2) d’antenne (FM2) sérigraphié sur la vitre (5), les premier et deuxième aériens (A1, A2) étant disposés de part et d’autre du plan médian (M) du volet (10) passant par le bord par rapport auquel les premier et deuxièmes aériens (A1, A2) s’étendent parallèlement.
4. 4. Volet de coffre (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de raccordement électrique (81), comportent au moins une patte de raccordement électrique reliée mécaniquement ou par collage avec la partie de charnière (21 ) solidaire du volet (10).
5. 5. Volet de coffre (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte deux parties de charnière (21,22) disposées respectivement à proximité des bords extérieurs du volet de coffre (10) et en ce que le plan de référence (8) comporte deux pattes de raccordement électrique (81, 82), chaque patte (81, 82) s’étendant respectivement en regard de chacune (21, 22) des parties de charnière, solidaire du volet de coffre (10).
6. 6. Volet de coffre (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de raccordement électrique comportent une liaison filaire (9) de longueur déterminée entre le plan de référence (8) et le châssis (40) du véhicule (V) dans le cas où la partie de charnière (21) solidaire du volet (10) et la partie de charnière solidaire du châssis (40) dans laquelle la partie (21) solidaire du volet (10) est apte à être engagée pour assurer la rotation du volet (10) autour du châssis (40), ne sont pas électriquement conductrices.
7. 7. Véhicule automobile (V) comportant un volet de coffre (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.