Procédé d' élaboration d'une consigne de fonctionnement pour un ensemble de diodes d'éclairage d' un proj ecteur de véhicule, et véhicule correspondant
L 'invention concerne les projecteurs de véhicule, et plus précisément les projecteurs de véhicule équipés de diodes d' éclairage.
Les diodes d' éclairage, ou électroluminescentes, plus connues sous l ' acronyme anglo-saxon « LED : Light Emitting Diode », peuvent être utilisées dans des proj ecteurs de véhicule pour obtenir un flux lumineux similaire à celui fourni par des dispositifs à halogène ou à xénon. Néanmoins, le prix d'un tel proj ecteur muni de diodes d' éclairage est particulièrement élevé par rapport à ceux des dispositifs à halogène ou à xénon.
En outre, on utilise généralement des convertisseurs continu/continu pour adapter la tension de bord d'un véhicule et alimenter les ensembles de diodes . Ces convertisseurs réalisent une régulation autour d'une consigne de fonctionnement de l ' ensemble de diodes d'un proj ecteur.
La consigne de fonctionnement est élaborée en fonction du type de diodes d' éclairage, mais également en fonction d' autres paramètres de fonctionnement. Par exemple, il est connu que lorsque la température d'un ensemble de diodes augmente, le flux lumineux émis diminue. Afin de produire un flux lumineux constant, il a été proposé de mesurer directement la température d'un ensemble de diodes, et de corriger la consigne à fournir aux diodes en fonction de la température. Il a également été proposé de refroidir les diodes pour en contrôler la température.
On pourra se référer au document US 2007/02 16602 qui décrit une régulation du fonctionnement d'un ensemble de diodes, avec une mesure de la température de cet ensemble de diodes . Le document
US 2010/01 8 1507 décrit également une régulation avec une mesure de la température d'un ensemble de diodes .
Ces so lutions ont pour inconvénient de nécessiter un capteur de température au voisinage de l ' ensemble de diodes, c'est-à-dire dans le proj ecteur. L 'utilisation d'un tel capteur impose l 'utilisation d 'une connexion filaire supp lémentaire entre le capteur et le système de régulation, ce qui rend plus complexe la réalisation du système d' éclairage, et augmente le coût de cette réalisation.
L 'invention a donc pour but de simplifier la réalisation d 'un système d' éclairage pour véhicule, et d' en réduire le coût.
Selon un aspect, il est donc proposé un procédé d' élaboration d'une consigne de fonctionnement pour un ensemble de diodes d' éclairage d 'un projecteur de véhicule.
Selon une caractéristique générale du procédé, on estime la température de l ' ensemble de diodes à partir des informations fournies par au moins un capteur disposé en dehors dudit proj ecteur et on corrige la valeur d'une consigne de fonctionnement de référence par une fonction de transfert prenant en compte une température de référence et la température estimée de l' ensemble de diodes pour en déduire la consigne de fonctionnement.
En d' autres termes, on élabore une consigne de fonctionnement sans utiliser de capteur de température situé au voisinage de l ' ensemble de diodes . Par exemple, on peut estimer la température de l ' ensemble de diodes à partir des informations fournies par au moins l 'un des capteurs choisi dans le groupe formé par un capteur de température indiquant la température d'un moteur, un compteur du temps de fonctionnement du véhicule, un capteur de température indiquant la température extérieure du véhicule, un compteur indiquant le temps de fonctionnement du proj ecteur, un capteur de vitesse du véhicule, un capteur de mesure de l ' enso leillement et un capteur pluviométrique.
Il est possible de prévoir l ' évo lution de la température à partir des informations d ' au moins un de ces capteurs, généralement présents
sur un véhicule mais pas utilisés pour élaborer une consigne de fonctionnement pour un ensemble de diodes .
Par exemple, des étapes préalables de calibration peuvent fournir des cartographies ou des mo dèles de l ' évo lution de la température d'un projecteur ou d'un ensemble de diodes en fonction de la température fournie par un autre capteur de température. La température a tendance à augmenter avec la durée d'utilisation du véhicule ou celle du proj ecteur, il est donc possible d'utiliser un compteur pour obtenir une cartographie liant la température d'un proj ecteur ou d 'un ensemble de diodes à une durée de fonctionnement. Aussi, un projecteur monté sur un véhicule roulant à grande vitesse sera refroidi p lus rapidement qu' à faible vitesse. Par exemple, à une vitesse de 130 kilomètres par heure, la température d'un ensemble de diodes peut être maintenue au voisinage de 70° Celsius, alors qu ' elle dépasse 85 ° Celsius pour un véhicule roulant à une vitesse de 30 kilomètres par heure. Enfin, les informations sur l ' environnement du véhicule, par exemple la pluviométrie ou l ' enso leillement ont un effet direct sur la température d'un proj ecteur de véhicule . Il est donc tout à fait possible d'utiliser ces informations pour estimer la température d'un ensemble de diodes d'un projecteur de véhicule, déj à équipé d'une pluralité de capteurs. Une régulation à partir de cette température estimée est donc possible, et on peut ainsi simplifier la régulation qui ne nécessite pas de connexion à un capteur de température dans un proj ecteur.
On peut noter qu' en utilisant plusieurs capteurs donnant de telles informations, on obtient une estimation plus juste de la température d'un ensemble de diodes de projecteur.
La consigne de fonctionnement peut être une valeur de tension, une valeur de courant ou un rapport cyclique de signal à modulation de largeur d' impulsion. Le coefficient indiquant l ' évo lution de la tension de seuil en fonction de la température peut donc être exprimé en vo lt par degré Celsius ou encore en ampère par degré Celsius . Ce coefficient est généralement une valeur connue fournie par le fabricant de diodes d' éclairage.
Le procédé peut comprendre une saturation de la consigne de fonctionnement si la température atteint un seuil.
Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule équipé d ' au moins une unité de calcul, par exemple une unité de commande électronique, pour élaborer une consigne de fonctionnement pour un ensemble de dio des d' éclairage d 'un projecteur du véhicule.
Selon une caractéristique générale, l 'unité de calcul comprend des moyens d' estimation de la température de l ' ensemble de diodes à partir des informations fournies par au moins un capteur disposé en dehors dudit proj ecteur, des moyens de correction de la valeur d 'une consigne de référence par une fonction de transfert prenant en compte une température de référence et la température fournie par les moyens d' estimation pour en déduire la consigne de fonctionnement.
Ledit capteur disposé en dehors dudit projecteur peut être choisi dans le groupe formé par un capteur de température indiquant la température d'un moteur, un compteur du temps de fonctionnement du véhicule, un capteur de température indiquant la température extérieure du véhicule, un compteur indiquant le temps de fonctionnement du projecteur, un capteur de vitesse du véhicule, un capteur de mesure de l ' ensoleillement et un capteur pluviométrique.
La consigne de fonctionnement peut être une valeur de tension, une valeur de courant ou un rapport cyclique de signal à modulation de largeur d' impulsion.
Le véhicule peut comprendre des moyens de saturation de la consigne de fonctionnement si la température atteint un seuil.
D ' autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu' exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1 à 4 illustrent de manière schématique différentes variantes de modes de mise en œuvre et de réalisation selon l' invention.
Sur la figure 1 , on a représenté un dispositif 1 d' élaboration d'une consigne de fonctionnement pour un ensemble de diodes 2
embarqué au sein d'un véhicule. Le dispositif 1 peut être un calculateur situé au sein d'un véhicule, par exemple une unité de commande électronique (UCE), ou une autre unité apte à mettre en œuvre des calculs et à élaborer des signaux électriques .
L ' ensemble de diodes 2 est situé à l ' intérieur d 'un projecteur 3 , et l ' ensemble de diodes 2 est relié au dispositif 1 par une connexion électrique 4. Contrairement à un projecteur classique, le projecteur 3 ne comprend pas de capteur de température situé au voisinage de l ' ensemble de diodes 2. Il n'y a pas non plus de connexion électrique supplémentaire pour un capteur entre le dispositif 1 et l ' ensemble de diodes 2.
Afin d' élaborer une consigne de fonctionnement à l ' ensemb le de diodes 2, le dispositif 1 utilise des informations à partir de plusieurs capteurs 5 , ici représentés au nombre de quatre. Ces capteurs 5 sont des capteurs situés dans le véhicule en dehors du proj ecteur 3.
A titre d' exemple non limitatif, on peut utiliser comme capteur 5 un capteur de température indiquant la température d 'un moteur, un compteur du temps de fonctionnement du véhicule, un capteur de température indiquant la température extérieure du véhicule, un compteur indiquant le temps de fonctionnement du proj ecteur, un capteur de vitesse du véhicule, un capteur de mesure de l ' enso leillement et un capteur pluviométrique.
Le dispositif 1 comprend notamment des cartographies et des modèles décrivant l ' évo lution de la température de l ' ensemble de diodes 2 en fonction des informations données par les capteurs 5. Bien qu'il soit possible de n'utiliser qu'un seul capteur 5 , il est préférable d'utiliser plusieurs capteurs afin d' améliorer l ' estimation de la température mise en œuvre dans le dispositif 1 . A titre d' exemple les modèles peuvent être basés sur la différence de température, une dérivé de la température ou tout autre fonction mathématique utilisant les informations des différents capteurs .
La température estimée 0epeut être élaborée à titre d' exemple par l ' équation suivante :
θε = (Κ{χν + Κ2)χί2 +(K3xV + K4)xt + K5 pour V<80km/h et θα constante
Avec :
θε la température estimée par le dispositif 1 en degré Celsius V la vitesse du véhicule
t un compteur de temps d'allumage des diodes
θα une température de référence en degré Celsius
Ki, K2 K3, K4 et K5 des coefficients issus de cartographies. Si la consigne de fonctionnement à élaborer par le dispositif 1 pour l'ensemble de diodes 2 est une valeur de tension, le dispositif 1 peut mettre en œuvre l'équation suivante :
C = Cref -((0e-ea)x(Kxn))
avec :
C la consigne à élaborer en volt
Cref une consigne de référence
θε la température estimée par le dispositif 1 en degré Celsius θα une température de référence en degré Celsius
K un coefficient indiquant l'évolution de tension de seuil d'une diode en fonction de la température, en volt par degré Celsius
n le nombre de diodes de l'ensemble de diodes.
Les valeurs de références peuvent êtres obtenues à 23 degrés Celsius (θα fixé à 23 degrés Celsius). Cref est alors une consigne de fonctionnement pour obtenir un flux lumineux désiré à θα , la valeur Cref peut être obtenue par une étape préalable de calibration.
A titre d'exemple, K peut avoir une valeur de l'ordre de -4 millivolts par degré Celsius. On obtient bien une consigne C dont la valeur augmente si la température estimée augmente, de manière à compenser la perte de flux lumineux qui accompagne une augmentation de la température.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif 11 d'élaboration d'une consigne de fonctionnement, la consigne étant une valeur de tension. Le dispositif 11 peut être une unité de commande électronique.
Le dispositif 1 1 comprend des moyens (non représentés) d' estimation de la température d'un ensemble de diodes 12 situé dans un projecteur 13. Une connexion électrique 14 relie le dispositif 1 1 à l ' ensemble de diodes 12. Afin de faciliter le refroidissement de l ' ensemble de diodes 12, un radiateur 1 5 est disposé à proximité de l ' ensemble de diodes 12 qui comprend trois diodes d' éclairage. Une résistance 2 1 est également prévue en série avec l ' ensemble de diodes 12. La valeur de la résistance 21 peut être choisie en fonction du type de diodes utilisées, ou du lot de diodes, pour obtenir un flux lumineux désiré sans modifier le dispositif 1 1 .
Le dispositif 1 1 peut élaborer une consigne C correspondant à la valeur de tension à fournir aux diodes 12 pour une température estimée à partir des informations de différents capteurs. Cette consigne C peut être fournie à un comparateur 16 connecté à la base d'un transistor 17 par la connexion 1 8. Le transistor 17 est un transistor bipo laire dont l ' émetteur est relié à une source d' alimentation 19 (par exemple la tension de bord du véhicule) et dont le co llecteur est relié à la connexion électrique 14. Le co llecteur du transistor 17 est également relié à une autre entrée du comparateur 1 6 par une connexion électrique 20 de manière à former une boucle de régulation.
On obtient ainsi une boucle de régulation en tension autour de la valeur C .
La figure 3 illustre une variante de l' invention dans laquelle un dispositif 3 1 fournit un signal à modulation de largeur d' impulsion à un ensemble de diodes 32 d'un projecteur 33. Le dispositif 3 1 peut également être une unité de commande électronique munie de moyens aptes à générer un signal à modulation de largeur d 'impulsion.
Le dispositif 3 1 peut élaborer le signal à modulation de largeur d' impulsion en fonction d'une estimation de la température des diodes 32. Par exemple, le rapport cyclique du signal peut être augmenté lorsque la température des diodes augmente afin de compenser la perte de flux.
Une résistance 34 est prévue en série avec les diodes 32, et un radiateur 35 peut dissiper la chaleur au voisinage des diodes 32.
Sur la figure 4, on a représenté une autre variante d'un dispositif 41 qui fournit un courant à un ensemble de diodes 42 d'un projecteur 43. Le dispositif 41 comprend des moyens de régulation du courant 44 reliés à l'ensemble de diodes par une connexion électrique 45. Une résistance 46 est prévue en série avec les diodes 42 et la chute de tension aux bornes de la résistance 46 est ramenée aux moyens de régulation du courant 44 par une connexion électrique 47 de manière à former une boucle de régulation du courant. Un radiateur 48 est également prévu au voisinage des diodes 42. Les moyens de régulation du courant peuvent faire circuler un courant dans la connexion électrique 45 fixé autour d'une valeur Ci. La valeur Ci est une consigne de courant élaborée en fonction d'une température estimée de l'ensemble de diodes.
On peut noter que les consignes élaborées peuvent être limitées de manière à ne pas dépasser la température maximale admise par l'ensemble de diodes. On pourra limiter la consigne si la température estimée est trop élevée. En outre, pour augmenter la sécurité on peut choisir une température limite inférieure de 20° Celsius à la température maximale admise par un ensemble de diode.
On obtient bien une simplification de la régulation du fonctionnement d'un ensemble de diodes d'éclairage, en utilisant moins de composants et notamment un capteur et une connexion électrique en moins.
L'invention est particulièrement bien adaptée au domaine des véhicules qui comportent généralement un nombre élevé de capteurs desquels on peut déduire la température d'un ensemble de diodes d'un projecteur.