FR3117187A1 - Dispositif d'éclairage automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention fournit un dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant un circuit de pilotage de lumière principal (1) avec une borne de sortie principale (5), un premier groupe (2) d'au moins une source de lumière à semi-conducteurs connecté en série à la borne de sortie principale, un second groupe (3) d'au moins une source de lumière connecté en série après le premier groupe d'au moins une source de lumière, et un circuit de pilotage de lumière secondaire (4) comprenant une borne de sortie secondaire étant connecté électriquement entre le premier groupe de sources de lumière et le second groupe de sources de lumière. Le circuit de pilotage de lumière secondaire étant configuré pour générer un courant supplémentaire, de sorte que le second groupe d'au moins une source lumineuse soit encore plus affecté par le courant supplémentaire. (Fig. 1))
Description
Cette invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement à la gestion du courant électrique reçu par les sources lumineuses à semi-conducteurs, telles que les diodes électroluminescentes (DEL).
Les dispositifs d'éclairage automobile actuels comprennent un nombre croissant de sources lumineuses qui doivent être contrôlées, afin de fournir des fonctionnalités d'éclairage adaptatives. Ces fonctionnalités d'éclairage améliorées peuvent nécessiter un courant plus élevé que les précédents, même pour le même modèle de véhicule.
L'un des défis consiste à réutiliser autant de moteurs existants que possible, afin d'éviter des coûts supplémentaires, qu'il s'agisse de coûts directs de fabrication ou de coûts de développement.
Pour réutiliser un pilote existant, il est nécessaire que cet ancien pilote soit capable de fournir la puissance demandée afin d'obtenir le flux optique demandé. Comme le flux optique est directement lié au courant qui circule dans les DEL, le circuit de commande de DEL existant doit donc être en mesure de fournir le courant souhaité aux DEL.
En outre, en raison de changements dans les concepts des phares ou des feux arrière, dans la conception optique ou dans la conception du client, la valeur du courant nécessaire aux LED peut également varier considérablement d'un projet à l'autre, et il arrive qu'un seul pilote ne soit pas en mesure de fournir le courant demandé aux LED. Dans d'autres scénarios, le flux optique total que les LED peuvent fournir avec le courant fourni par le circuit de pilotage n'est pas suffisant pour répondre aux exigences d'homologation ou aux exigences du client en termes de flux.
Une solution à ce problème est recherchée.
L'invention apporte une solution à ces problèmes au moyen d'un dispositif d'éclairage automobile.
Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans le présent document doivent être interprétés conformément aux usages de la profession. Il est également entendu que les termes d'usage courant doivent être interprétés comme étant usuels dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, à moins qu'ils ne soient expressément définis comme tels dans le présent document.
Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure d'autres éléments, étapes, etc.
Dans un premier aspect inventif, l'invention fournit un dispositif d'éclairage automobile pour un véhicule automobile, le dispositif d'éclairage automobile comprenant
- un circuit de pilotage de lumière principal comprenant une borne de sortie principale et étant configuré pour activer ou désactiver sélectivement le flux de courant dans la borne de sortie principale lors de la réception d'un signal d'activation
- un premier groupe d'au moins une source lumineuse à semi-conducteurs connectée en série à la borne de sortie principale, les sources lumineuses étant connectées soit en série soit en parallèle, de sorte que toutes les sources lumineuses à semi-conducteurs du premier groupe d'au moins une source lumineuse à semi-conducteurs sont affectées par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale ;
- un second groupe d'au moins une source lumineuse connectée en série avec le premier groupe d'au moins une source lumineuse, les sources lumineuses étant connectées soit en série, soit en parallèle, de sorte que le second groupe d'au moins une source lumineuse soit affecté par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale ; et
- un circuit de pilotage de lumière secondaire comprenant une borne de sortie secondaire connectée électriquement entre le premier groupe de sources de lumière et le second groupe de sources de lumière, le circuit de pilotage de lumière secondaire étant configuré pour générer un courant supplémentaire, de sorte que le second groupe d'au moins une source de lumière soit encore plus affecté par le courant supplémentaire.
Ce dispositif d'éclairage automobile est capable d'utiliser les puissants dispositifs d'éclairage actuels avec un ancien circuit de pilotage de lumière principal, sans le remplacer par un autre plus coûteux. Un circuit de pilotage secondaire bon marché peut fournir la différence entre le courant autorisé par l'ancien circuit de pilotage principal et le courant nécessaire aux sources lumineuses.
Le premier groupe et le deuxième groupe sont connectés en série avec la sortie principale du pilote, mais chaque groupe de sources lumineuses peut comprendre plusieurs branches de sources lumineuses en parallèle.
Ainsi, avec une légère modification du circuit, le dispositif d'éclairage est capable de faire face aux fonctionnalités mises à jour.
Dans certains cas, le principal circuit de pilotage de lumière est un circuit de pilotage DC/DC.
Ce type de circuit de pilotage est largement utilisé dans les dispositifs d'éclairage automobile, et le dispositif de l'invention est parfaitement compatible avec l'utilisation de ces circuit de pilotage .
Dans certaines incarnations particulières, le circuit de pilotage de lumière secondaire est un circuit de pilotage linéaire.
Un circuit de pilotage linéaire simple et bon marché suffit pour remplir les fonctions requises par le dispositif d'éclairage de l'invention, de sorte que la mise à niveau de l'ancien circuit de pilotage principal peut être effectuée facilement.
Dans certaines versions, le circuit de pilotage principal et le circuit de pilotage secondaire sont conçus pour être alimentés par la même source d'énergie électrique.
Dans certaines versions, le circuit de pilotage secondaire comprend en outre une entrée PWM qui reçoit le signal électrique de la borne de sortie principale.
L'entrée PWM, qui utilise le signal provenant de la sortie du pilote principal, est utilisée pour effectuer la détection de la défaillance. Si le premier groupe de DEL fonctionne sans problème, l'entrée PWM du circuit de pilotage secondaire reçoit une valeur de tension élevée et le circuit de pilotage secondaire fonctionne normalement (ce qui augmente le courant du deuxième groupe de sources lumineuses). Mais si une source lumineuse du premier groupe tombe en panne, le circuit de pilotage principal la détectera et le circuit de pilotage principal lui-même sera automatiquement éteint (cette action est une conséquence de la topologie standard d'un circuit de pilotage DC/DC). Lorsque le circuit de pilotage principal est éteint, la sortie du circuit de pilotage principal devient à basse tension et l'entrée PWM du circuit de pilotage secondaire reçoit cette basse tension. Le circuit de pilotage secondaire interprétera cette entrée comme une défaillance du circuit de pilotage principal, et le circuit de pilotage secondaire sera mis hors tension, de sorte qu'il n'ajoutera aucun courant au second groupe de sources lumineuses.
Dans certaines versions particulières, le dispositif comprend en outre une impédance et une diode Zener entre la borne de sortie principale et l'entrée PWM.
La diode Zener est utilisée pour limiter la tension maximale à l'entrée PWM du circuit de pilotage secondaire afin de protéger cette entrée du circuit de pilotage secondaire. Cette tension maximale est fixée par la tension Zener. C'est une fonction optionnelle qui est placée juste dans le cas où le circuit de pilotage principal peut générer une tension supérieure à la tension supportée par l'entrée PWM du circuit de pilotage secondaire.
Dans certaines versions particulières, le dispositif d'éclairage automobile comprend en outre un élément optique configuré pour projeter la lumière émise par les sources lumineuses à l'extérieur du dispositif d'éclairage.
Un élément optique est un élément qui possède certaines propriétés optiques lui permettant de recevoir un faisceau lumineux et de l'émettre dans une certaine direction et/ou sous une certaine forme, comme le ferait une personne compétente en matière d'éclairage automobile sans aucune charge supplémentaire. Les réflecteurs, collimateurs, guides de lumière, lentilles de projection, etc., ou leur combinaison, sont quelques exemples de ces éléments optiques.
Dans certaines incarnations particulières, l'élément optique est un guide de lumière.
Les guides de lumière sont particulièrement avantageux, car ils peuvent fournir une projection de lumière sur une distance relativement longue avec un petit groupe de sources lumineuses situées perpendiculairement.
Dans certains cas particuliers, le guide de lumière a une section transversale cylindrique.
Les guides de lumière cylindriques sont souvent utilisés dans les dispositifs automobiles en raison de leurs bonnes performances.
Dans certains cas particuliers, le guide de lumière a une ligne directrice incurvée.
Cette ligne directrice incurvée permet au guide de lumière de s'adapter au contour du dispositif d'éclairage.
Dans d'autres situations, l'élément optique est une lentille, le deuxième groupe de sources lumineuses est configuré pour fournir un faisceau de lumière intense lorsqu'il est combiné avec le premier groupe de sources lumineuses.
Dans ce cas, au lieu de projeter la lumière sur un guide de lumière, une lentille commune est utilisée pour projeter la lumière émise par le premier groupe et le second groupe, mais le second groupe n'est utilisé que lorsque la fonctionnalité des feux de route est nécessaire.
Dans certaines versions particulières, le circuit de pilotage de lumière secondaire est configuré pour être activé ou désactivé en fonction d'un signal d'activation secondaire.
Dans ce cas, le circuit de pilotage secondaire peut être utilisé pour activer une fonctionnalité distincte dans le deuxième groupe de circuit de pilotage, telle que la fonctionnalité de feux de route.
Dans certains cas particuliers, les sources de lumière à l'état solide sont des diodes électroluminescentes.
Le terme "état solide" fait référence à la lumière émise par l'électroluminescence à l'état solide, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Par rapport à l'éclairage à incandescence, l'éclairage à l'état solide crée de la lumière visible avec une production de chaleur réduite et une dissipation d'énergie moindre. La masse généralement faible d'un dispositif d'éclairage électronique à l'état solide offre une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations que les tubes/ampoules en verre cassant et les longs fils à filaments fins. Ils éliminent également l'évaporation des filaments, ce qui peut augmenter la durée de vie du dispositif d'éclairage. Certains exemples de ces types d'éclairage comprennent les diodes électroluminescentes (LED) à semi-conducteurs, les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ou les diodes électroluminescentes à polymère (PLED) comme sources d'éclairage plutôt que les filaments électriques, le plasma ou le gaz.
Dans certaines versions particulières, le dispositif d'éclairage automobile comprend en outre une première thermistance configurée pour mesurer la température du premier groupe d'au moins une source lumineuse et envoyer la température mesurée au circuit de pilotage principal. Dans certaines versions particulières, le dispositif d'éclairage automobile comprend en outre une deuxième thermistance configurée pour mesurer la température du deuxième groupe d'au moins une source lumineuse et envoyer la température mesurée au circuit de pilotage secondaire.
Ces thermistances peuvent agir comme une protection thermique pour chaque groupe de sources lumineuses.
Pour compléter la description et pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent une incarnation de l'invention, qui ne doit pas être interprétée comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comprennent les figures suivantes :
Dans ces chiffres, les numéros de référence suivants ont été utilisés :
1 Circuit de pilotage principal des feux
2 Premier groupe de LED
3 Deuxième groupe de LED
4 Circuit de pilotage de lumière secondaire
5 Borne de sortie principale
6 Terminal de sortie secondaire
7 Entrée PWM du circuit de pilotage de lumière secondaire
8 Thermistance
10 Appareil d'éclairage pour automobiles
100 Véhicule automobile
Les exemples d'incarnations sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à ceux qui ont des compétences ordinaires dans cet art d'incarner et de mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que ces exemples peuvent être fournis sous de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être considérés comme se limitant aux exemples présentés ici.
En conséquence, bien que l'incarnation puisse être modifiée de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des incarnations spécifiques de celle-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemple. Il n'y a aucune intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application des revendications annexées doivent être inclus.
La montre une illustration graphique d'un circuit électrique compris dans un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.
Ce circuit électrique comprend
- un circuit de pilotage principal 1
- un premier groupe 2 et un second groupe 3 de LED
- un circuit de pilotage secondaire 4
Le circuit de pilotage de lumière principal 1 est un circuit de pilotage de lumière qui peut appartenir à une version plus ancienne de l'appareil d'éclairage. Ce circuit de pilotage principal 1 comprend une borne de sortie principale 5 et est configuré pour activer ou désactiver de manière sélective le flux de courant dans la borne de sortie principale 5 lorsqu'il reçoit un signal d'activation DRL (Daytime Running Light).
Le premier groupe 2 de LED est connecté en série à la borne de sortie principale 5. Ce premier groupe 2 de DEL signifie la quantité totale de DEL qui peuvent être commandées par le circuit de pilotage principal 1, en raison de contraintes de valeur de courant. Le premier groupe est donc affecté par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale 5.
Le deuxième groupe 3 de LED est connecté en série après le premier groupe 2 de LED. Ce deuxième groupe 3 de DEL signifie le nombre de DEL qui doivent être ajoutées au premier groupe 2 de DEL pour réaliser une nouvelle fonctionnalité non prise en charge par l'ancien pilote de lumière 1. Par conséquent, le deuxième groupe 3 de DEL est également affecté par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale 5.
Ce circuit électrique comprend également un circuit de pilotage de lumière secondaire 4 avec une borne de sortie secondaire 6 qui est électriquement connectée entre le premier groupe 2 de LED et le second groupe 3 de LED, le circuit de pilotage de lumière secondaire 4 étant configuré pour générer un courant supplémentaire, de sorte que le second groupe 3 d'au moins une LED est encore plus affecté par le courant supplémentaire.
Avec cet arrangement, le circuit de pilotage de lumière principal 1 est configuré pour fournir une première valeur de courant, qui alimente à la fois le premier 2 et le second groupe 3 de LED. En outre, il existe un circuit de pilotage secondaire 4 qui fournit un courant supplémentaire uniquement au deuxième groupe de DEL.
Le circuit de pilotage de lumière principal 1 est un circuit de pilotage DC/DC, qui est employé pour gérer le fonctionnement des différentes fonctionnalités.
Le circuit de pilotage de lumière secondaire 4 est un circuit de pilotage linéaire, comprenant une entrée PWM 7 alimentée par le signal électrique de la borne de sortie principale 5. Cette entrée PWM 7 agit comme un moyen de détection de défaillance, puisque le signal de la borne de sortie principale 5 est modifié lorsqu'une source lumineuse du premier groupe 2 tombe en panne. Lorsque cela se produit, le circuit de pilotage principal 1 dispose de ses propres moyens pour activer le mode de défaillance, mais cela n'affecte que le premier groupe 2, puisque le second groupe 3 de sources lumineuses est toujours alimenté par le circuit de pilotage secondaire 4. Grâce à l'entrée 7 du PWM, le pilote secondaire peut également entrer en mode de défaillance, de sorte que toutes les sources lumineuses soient traitées de manière cohérente.
Le circuit comporte également une thermistance 8 configurée pour mesurer la température du deuxième groupe 3 de LED et envoyer la température mesurée au pilote de lumière secondaire 4, pour effectuer un contrôle thermique des LED.
Ce dispositif électrique peut avoir différentes applications. Bien que dans cette , les LED soient placées dans la même chaîne, dans les différentes applications, comme le montre la figure ci-dessous, elles peuvent être placées arbitrairement dans l'ensemble du dispositif d'éclairage.
La montre une première incarnation d'un dispositif d'éclairage 10 selon l'invention.
Ce dispositif d'éclairage 10 comprend un guide de lumière courbe 9 qui est alimenté par une pluralité de LED. Pour répondre à l'exigence du fabricant, ces LED doivent fournir un flux lumineux prédéterminé. Toutefois, pour fournir un tel flux, il est nécessaire que les LED soient alimentées par une puissance qui n'est pas prise en charge par le circuit de pilotage de lumière principal 1, qui est ancien et a été utilisé dans d'anciennes versions du dispositif d'éclairage.
Dans cet exemple particulier, le circuit de pilotage de lumière principal 1 ne peut alimenter que 6 LED, et le flux lumineux requis est de 80 lm. Mais le circuit de pilotage principal 1 n'est capable de fournir qu'une valeur de courant qui fait que les LED émettent 10 lm chacune.
Ainsi, dans ce cas, le premier groupe 2 de LED recevra la valeur actuelle pour émettre 10 lm, mais un second groupe 3 de LED recevra également la valeur actuelle du pilote auxiliaire : certaines des LED émettront 10 lm et d'autres 20 lm, pour compléter les 80 lm requis. Comme la lumière projetée par le guide de lumière n'est pas affectée par la non-homogénéité des sources lumineuses qui sont chargées de fournir le flux lumineux, il n'y a aucun problème pour alimenter certaines des LED avec une valeur de courant plus élevée, pour obtenir ces 20 lm supplémentaires qui sont nécessaires pour compléter les 80 lm requis.
Dans ce cas, le circuit de pilotage secondaire est toujours opérationnel, car la quantité supplémentaire de flux est nécessaire pour assurer la fonction d'éclairage.
La montre une variante d'un dispositif d'éclairage selon l'invention.
Dans ce cas, les deux premiers et le deuxième groupe 3 de LED sont disposés de manière à projeter un faisceau de croisement lorsque tous sont alimentés avec la valeur de courant nominale acceptée par le circuit de pilotage principal de la lumière. Mais le deuxième groupe 3 de LED est configuré de telle manière que, lorsqu'il est alimenté par le courant supplémentaire du circuit de pilotage secondaire, il fournit, avec le premier groupe de LED, un faisceau de route au réflecteur 9'.
Dans ce cas, le conducteur de lumière secondaire sera activé à la demande lorsque le faisceau de route est nécessaire.
Cette invention peut également être utilisée lorsqu'une fonctionnalité d'éclairage particulière a des exigences lumineuses différentes selon les pays : le circuit de pilotage principal est configuré pour fournir la fonctionnalité dans le pays ayant une exigence lumineuse inférieure (dans ce pays, aucun circuit de pilotage secondaire ne sera utilisé) et le circuit de pilotage secondaire est utilisé pour augmenter la puissance de cette fonctionnalité d'éclairage dans les pays qui ont besoin d'un flux lumineux plus élevé pour cette fonctionnalité d'éclairage.
Un autre exemple de cette invention pourrait même être utilisé lorsque les LED sont configurées (par exemple, en utilisant des guides de lumière) pour éclairer une surface diffusante où il y a une variation du flux nécessaire pour éclairer la surface selon le point où se trouve la LED. Cela peut se produire lorsque la surface est triangulaire ou trapézoïdale et que les LED sont disposées le long d'une ligne. Dans ce cas, une LED particulière doit pouvoir éclairer une surface variable en fonction de la position sur la ligne. Le fait de pouvoir fournir certaines LED qui émettent un flux lumineux plus élevé permet d'obtenir une homogénéité de la lumière à moindre coût, ce qui peut être obtenu par la présente invention, en utilisant ces LED du deuxième groupe. Cela est notamment utile pour les fonctions de signalisation telles que les feux arrière et les feux de jour..
Claims (15)
- Dispositif d'éclairage automobile (10) pour un véhicule automobile (100), le dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant
- un circuit de pilotage de lumière principal (1) comprenant une borne de sortie principale (5) et étant configuré pour activer ou désactiver sélectivement le flux de courant dans la borne de sortie principale (5) lors de la réception d'un signal d'activation
- un premier groupe (2) d'au moins une source lumineuse à semi-conducteurs connectée en série à la borne de sortie principale, les sources lumineuses étant connectées soit en série soit en parallèle, de sorte que toutes les sources lumineuses à semi-conducteurs du premier groupe d'au moins une source lumineuse à semi-conducteurs soient affectées par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale
- un second groupe (3) d'au moins une source lumineuse connectée en série avec le premier groupe d'au moins une source lumineuse, les sources lumineuses étant connectées soit en série soit en parallèle, de sorte que le second groupe d'au moins une source lumineuse soit affecté par le flux de courant activé ou désactivé par la borne de sortie principale ; et
- un circuit de pilotage de lumière secondaire (4) comprenant une borne de sortie secondaire connectée électriquement entre le premier groupe de sources de lumière (2) et le second groupe de sources de lumière (3), le circuit de pilotage de lumière secondaire (4) étant configuré pour générer un courant supplémentaire, de sorte que le second groupe d'au moins une source de lumière est encore affecté par le courant supplémentaire.
- Dispositif d'éclairage automobile selon la revendication 1, dans lequel le circuit de pilotage principal (1) est un circuit de pilotage DC/DC.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de pilotage de lumière secondaire (4) est un circuit de pilotage linéaire.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de pilotage de la lumière principale et le circuit de pilotage de lumière secondaire sont disposés de manière à être alimentés par la même source d'énergie électrique.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le pilote de lumière secondaire comprend en outre une entrée PWM recevant le signal électrique de la borne de sortie principale.
- Dispositif d'éclairage automobile selon la revendication 7, comprenant en outre une impédance et une diode Zener entre la borne de sortie principale et l'entrée PWM.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un élément optique configuré pour projeter la lumière émise par les sources de lumière à l'extérieur du dispositif d'éclairage.
- Dispositif d'éclairage automobile selon la revendication 7, dans lequel l'élément optique est un guide de lumière.
- Dispositif d'éclairage automobile selon la revendication 8, dans lequel le guide de lumière a une section transversale cylindrique.
- Méthode selon l'une des revendications 8 ou 9, dans laquelle le guide de lumière a une ligne directrice courbée.
- Dispositif d'éclairage automobile selon la revendication 7, dans lequel l'élément optique est une lentille, le deuxième groupe de sources de lumière est configuré pour fournir une configuration de faisceau de route lorsqu'il est combiné avec le premier groupe de sources de lumière.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de pilotage de lumière secondaire est configuré pour être activé ou désactivé selon un signal d'activation secondaire.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses à semi-conducteurs sont des diodes électroluminescentes.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une première thermistance configurée pour mesurer la température du premier groupe d'au moins une source de lumière et envoyer la température mesurée au circuit de pilotage de lumière principal.
- Dispositif d'éclairage automobile selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une seconde thermistance configurée pour mesurer la température du second groupe d'au moins une source de lumière et envoyer la température mesurée au circuit de pilotage de lumière secondaire
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