EP4454416A1 - Dispositif lumineux pour un véhicule automobile - Google Patents

Dispositif lumineux pour un véhicule automobile

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Publication number
EP4454416A1
EP4454416A1 EP22868434.6A EP22868434A EP4454416A1 EP 4454416 A1 EP4454416 A1 EP 4454416A1 EP 22868434 A EP22868434 A EP 22868434A EP 4454416 A1 EP4454416 A1 EP 4454416A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light source
servo
voltage
luminous device
converter circuit
Prior art date
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Pending
Application number
EP22868434.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sebastian Krick
Hafid EL IDRISSI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP4454416A1 publication Critical patent/EP4454416A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18—Controlling the intensity of the light using temperature feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/34—Voltage stabilisation; Maintaining constant voltage
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • This invention is related to the field of automotive vehicle lighting systems, and in particular it relates to such systems using pixelated light sources driven by electric current.
  • a light-emitting diode is a semiconductor electronic component capable of emitting light of a predetermined wavelength when an electric voltage at least equal to a threshold value is applied to its terminals. Beyond this threshold value called forward voltage, the intensity of the luminous flux emitted by an LED generally increases proportionally with the average intensity of the electrical supply current.
  • LED-type light sources can for example be used to produce distinctive optical signatures by placing the components along predetermined contours. By using LED components, the realization of lights with multiple light functions is also facilitated.
  • pixelated light sources of different types of technologies to project these light beams from image data.
  • This is, for example, monolithic technology, according to which a large plurality of elementary sources of the light-emitting diode, LED type, equivalent to pixels, are etched in a common semiconductor substrate.
  • the substrate may further comprise on-board electronic components, such as switch circuits or the like.
  • the intensity of the electric current which passes through a given elementary source is regulated by a current source associated with it: thus the light intensity emitted by each of the pixels can be adapted to project data pictures.
  • Pixelated light sources can be used to perform "high beam” (HB, "High Beam”) functions, or complex functions such as ADB ("Adaptive Driving Beam”) or others.
  • HB "High Beam”
  • ADB Adaptive Driving Beam
  • the corresponding images, or photometries may have very different degrees of brightness and light homogeneity.
  • LB low beam function
  • LB Low Beam
  • a converter circuit which intervenes in the electrical supply of such current-driven pixelated light sources is configured in a static manner to supply an electric voltage of a constant value, which allows the pixelated light source to operate at a current electrical call (i.e., combined for all elementary sources) maximum.
  • the level of this electric voltage must also be high enough so that the voltage supplied to the pixelated light source is at an adequate level even after having suffered a voltage drop due to the impedance represented by a connection harness of maximum length between the converter and the pixelated light source.
  • the invention aims to overcome at least one of the problems posed by the prior art. More specifically, the aim of the invention is to propose a light device involving a converter intended to supply a controlled pixelated light source with electric current, which makes it possible to reduce power losses and to reduce the risk of overheating of the elementary light sources. of the pixelated light source.
  • a luminous device for a motor vehicle comprises a pixelated light source intended to be current-driven, the pixelated light source comprising a plurality of light-emitting semiconductor elements and a plurality of electric current sources, each electric current source being associated with one of the semiconductor elements light-emitting conductors.
  • the device also includes a servo converter circuit, connected to the pixelated light source to supply it with electricity.
  • the device further comprises slaving means which connect the pixelated light source to a slaving input of the converter circuit, configured to supply a slaving signal representative of an electrical voltage drop across the terminals of at least one of the sources of electric current.
  • the converter circuit can be configured to supply, from said servo signal, an electric voltage whose value is such that after subtracting voltage drops due to the connections between the converter circuit and the pixelated light source, and after subtracting the direct voltage of the at least one electroluminescent semiconductor element associated with the at least one electric current source involved in the servo-control means, the electric voltage drop at the terminals of the latter is situated in a predetermined range of values.
  • the servo means can preferably comprise measuring means.
  • the measuring means can preferably comprise a comparator element configured to measure a voltage drop across the terminals of at least one of the electric current sources.
  • the measurement means may comprise a comparator element configured to measure the electrical voltage supplied to the pixelated light source, and at least one temperature sensor associated with a plurality of light-emitting semiconductor elements, as well as an element memory comprising data which establishes a relationship between a measured temperature and current on the one hand and a forward voltage on the other hand.
  • a comparator element configured to measure the electrical voltage supplied to the pixelated light source
  • at least one temperature sensor associated with a plurality of light-emitting semiconductor elements
  • an element memory comprising data which establishes a relationship between a measured temperature and current on the one hand and a forward voltage on the other hand.
  • the slaving means can comprise a circuit configured to generate the slaving signal representative of the voltage drop across the terminals of at least one of the electric current sources from the quantities measured by the measuring means.
  • the servo means can preferably be connected to the converter circuit by means of a data bus of the motor vehicle. It may preferably be a CAN (Car Area Network) type data bus.
  • a communication bus makes it possible to provide the servo signal over any distance without prejudice (parasites, electromagnetic disturbances) to the value received at the servo input.
  • the slaving means can be configured to sequentially supply a slaving signal representative of an electric voltage drop across the terminals of different electric current sources.
  • a communication bus is particularly suitable for carrying out this transmission.
  • the range of predetermined values may preferably have a range of at most 0.5 V and comprises a lower limit substantially equal to an operating margin value of the at least one electric current source
  • the pixelated light source may comprise a monolithic array of pixels, each pixel corresponding to a light-emitting semiconductor element
  • the electrical connections which connect the converter circuit to the pixelated light source can preferably comprise resistive elements inducing non-negligible voltage drops between the converter circuit and the pixelated light source.
  • the converter circuit can comprise a step-down circuit, a step-up circuit, or a combination of these two types of circuits.
  • a luminous device involving a converter intended to supply a controlled pixelated light source with electric current, which makes it possible to reduce power losses and to reduce the risk of overheating.
  • elementary light sources of the pixelated light source By using a servo loop and measuring means which make it possible to measure directly or indirectly a value indicative of the voltage drop across the terminals of at least one current source of the pixelated light source, it becomes possible to dynamically adapt the voltage supplied by the converter circuit.
  • the regulation is such that an operating margin voltage (in English "headroom") at the terminals of the electrical current source is maintained, without it becoming too high, which would involve a loss of power and a heating of the light source.
  • the regulation is independent of the connection lengths and impedances between the converter circuit and the pixelated light source, and adapts to current calls which vary according to the photometries projected by the light device.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a light device according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a light device according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a light device according to a preferred embodiment of the invention.
  • the device comprises converter circuit 120.
  • Step-down converter circuits for example of the “buck” type, and step-up converter circuits, for example of the “boost” type, are known per se in the art and their operation will not be explained. not described in detail within the scope of the present invention.
  • the invention is not limited to a specific converter architecture.
  • a converter circuit 120 makes it possible in particular to convert an electric voltage supplied to its input (not shown) into an output voltage Vout having a value different from the input voltage. Depending on the chosen architecture, the output voltage can be higher or lower than the input voltage.
  • Such circuits are commonly used in connection with the power supply of light sources with light-emitting semiconductor elements, for example of the light-emitting diode, LED type. Indeed, such light sources must be supplied with a voltage level at least equal to the value of their forward voltage, which may be different from the available voltage, for example supplied by a battery of a motor vehicle.
  • the converter notably comprises an additional input 122 intended to receive a servo voltage value, so as to be able to regulate the voltage supplied between its supply output terminals.
  • One of the output terminals typically corresponds to ground potential.
  • the device also comprises a pixelated light source 110 comprising for example a monolithic matrix element.
  • the light source 110 is controlled by electric current and it is connected by electric connections to the converter circuit. As these electrical connections represent an impedance which depends in particular on their length and their cross-sectional area, the voltage Vled supplied to the light source 110 is lower than the output voltage Vout of the converter circuit.
  • the pixelated light source 110 comprises a generally large plurality of light-emitting semiconductor elements, of the light-emitting diode type 112. Each of these elements 112 is associated with a dedicated current source 114. A photometry instruction (not shown) supplied to the pixelated light source 110 causes the latter to apply an electric current of an appropriate intensity to each pixel produced by an element 112 and an electric current source 114. Thus each pixel emits a degree of luminosity in accordance with the photometric set point. For a given inrush current, the forward voltage Vf across the terminals of the light-emitting diode corresponds to a given value, which is an intrinsic property of the diode. The forward voltage is in general dependent on the temperature of the semiconductor junction.
  • the current source 114 requires between its terminals a constant operating margin voltage Vh of a predetermined value, typically around 0.5 V or . If Vled is much higher than Vf, the residual potential difference Vh is high and generates thermal losses.
  • a servo loop made for example by a data connection, connects measurement means capable of measuring a value indicative of this potential difference Vh to the converter circuit.
  • Vh the servo value
  • Vout can be increased. This makes it possible to avoid power losses while ensuring the electric current control of each elementary light source 112.
  • the maximum of several voltage drops measured at the terminals of several of the current sources 114 associated with several semiconductor elements 112 can also serve as a servo value, without departing from the scope of the present invention. Indirectly, this architecture also makes it possible to take into account the voltage drops between the converter circuit 120 and the light source 110.
  • ADC analog-to-digital converter circuit
  • FIG. 3 There shows an illustration of a pixelated light source 310 and servo means 330 according to a third preferred embodiment.
  • the part of the converter circuit remains unchanged from the previous embodiments and is not shown.
  • a plurality of pairs formed by series connections of an electroluminescent light source 312 with its associated electric current source 314 are connected in parallel. Groups 316 of such pairs are thermally coupled because of their physical proximity.
  • the measuring means comprise at least for each group 316 at least one temperature sensor 332 which makes it possible to provide an indication of the junction temperature of the light sources 312 of the group in question.
  • the sensor can for example be made by a thermistor, without limiting the invention to this example.
  • light-emitting diode calibration data is pre-provided in a memory element 336, for example in tabular form.
  • a processing circuit not shown By measuring the supplied voltage Vled, for example by means of the analog-digital converter circuit 332', a processing circuit not shown therefore has access to an estimate of the electrical voltages Vled and Vf, which allows it to indirectly deduce the drop of voltage Vh at the terminals of the electrical current source 314. This estimate of Vh is relayed as a servo signal in the direction of the servo input of the converter circuit.
  • the servo signal can include the temperature estimates, the voltage Vled and/or the estimate of Vf.
  • the processing of these quantities at the level of the converter circuit, by means of a corresponding processor circuit, then makes it possible to recover the estimate of the voltage drop Vh. Once the estimate of Vh has been acquired, the regulation described in the previous embodiments can be performed.
  • the pixelated light source comprises a diagnostic circuit which enables it to individually diagnose the forward voltage value Vf for each elementary light source in a cyclic or sequential manner.
  • Vf When Vf is close to 0V, the corresponding pixel is diagnosed as shorted.
  • Vf When Vf is close to Vled, the pixel is open.

Landscapes

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  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

L'invention propose un dispositif lumineux impliquant un convertisseur destiné à alimenter une source lumineuse pixellisée pilotée en courant électrique. Le dispositif proposé permet de réduire les pertes de puissance et à réduire le risque de sur-échauffement des sources lumineuses élémentaires de la source lumineuse pixélisée. En utilisant une boucle d'asservissement et des moyens de mesure qui permettent de mesurer de manière directe ou indirecte un valeur indicative de la chute de tension aux bornes d'au moins une source de courant de la source lumineuse pixélisée, il devient possible d'adapter de manière dynamique la tension fournie par le circuit convertisseur.

Description

    Dispositif lumineux pour un véhicule automobile
  • Cette invention est liée au domaine des systèmes d'éclairage de véhicules automobiles, et en particulier elle concerne de tels systèmes utilisant des sources lumineuses pixélisées pilotées en courant électrique.
  • Une diode électroluminescente, LED, est un composant électronique semi-conducteur capable d’émettre de la lumière d’une longueur d’onde prédéterminée lorsqu’une tension électrique au moins égale à une valeur seuil est appliquée à ses terminaux. Au-delà de cette valeur seuil appelée tension directe, l’intensité du flux lumineux émis par une LED augmente en général de manière proportionnelle avec l’intensité moyenne du courant électrique d’alimentation. Leur petite taille et leur faible consommation en électricité rendent les composants LED intéressants dans le domaine des modules lumineux pour véhicules automobiles. Des sources lumineuses de type LED peuvent par exemple être utilisées pour réaliser des signatures optiques distinctives en plaçant les composants le long de contours prédéterminés. En utilisant des composants LED, la réalisation de feux à fonctions lumineuses multiples est également facilitée.
  • Il est également connu d’utiliser des sources lumineuses pixélisées de différents types de technologies pour projeter ces faisceaux lumineux à partir de données d’image. Il s’agit par exemple de la technologie monolithique, suivant laquelle une pluralité importante de sources élémentaires de type diode électroluminescente, LED, équivalentes à des pixels, sont gravées dans un substrat semi-conducteur commun. Le substrat peut en outre comprendre des composants électroniques embarqués, tels que des circuits interrupteurs ou autres. Lors d’un pilotage en courant électrique, l’intensité du courant électrique qui traverse une source élémentaire donnée est réglée par une source de courant qui lui est associé : ainsi l’intensité lumineuse émise par chacun des pixels peut être adaptée pour projeter des données d’images.
  • Des sources lumineuses pixélisées peuvent être utilisées pour réaliser des fonctions « feux de route » (HB, « High Beam »), ou des fonctions complexes telles que l’ADB (« Adaptive Driving Beam ») ou autres. Les images, ou photométries, correspondantes peuvent présenter des degrés de luminosités et d’homogénéité lumineuse très différents. Lorsque toute la matrice émet de la lumière, l’appel de courant électrique de la source pixélisée est très important, alors que pour une fonction feux de croisement (LB, « Low Beam ») par exemple, environ la moitié des pixels reste sombre, donc l’appel de courant électrique est divisé par deux.
  • De manière connue, un circuit convertisseur qui intervient dans l’alimentation électriques de telles sources lumineuse pixélisées pilotées en courant est configuré de manière statique pour fournir une tension électrique d’une valeur constante, qui permet à la source lumineuse pixélisée de fonctionner à un courant électrique d’appel (i.e., combiné pour toutes les source élémentaires) maximal. Le niveau de cette tension électrique doit également être suffisamment élevé pour que la tension fournie à la source lumineuse pixélisée soit à un niveau adéquat même après avoir souffert une chute de tension due à l’impédance que représente un harnais de connexion de longueur maximale entre le convertisseur et la source lumineuse pixélisée. Ceci engendre le problème que dans tous les cas qui nécessitent un appel de courant moindre, par exemple lors d’un fonctionnement LB, ou dans tous les cas ou un harnais de connexion ayant une longueur plus petite et donc une impédance moindre, impliquant une chute de tension moins importante, la tension électrique constante fournie par le circuit convertisseur sera surdimensionnée et trop élevée par rapport aux besoins réels du système. Ceci mène à une perte de puissance électrique au niveau des sources de courant, qui dissipent la puissance superflue sous forme de chaleur. Pourtant, les sources élémentaires semi-conductrices de dimensions très fines et très proches des sources de courant en question sont très sensibles à un sur-réchauffement, et peuvent être irrévocablement endommagées en cas de chaleur excessive.
  • L’invention a pour objectif de pallier à au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un dispositif lumineux impliquant un convertisseur destiné à alimenter une source lumineuse pixellisée pilotée en courant électrique, qui permet de réduire les pertes de puissance et à réduire le risque de sur-échauffement des sources lumineuses élémentaires de la source lumineuse pixélisée.
  • Selon un premier aspect de l’invention, un dispositif lumineux pour un véhicule automobile est proposé. Le dispositif comprend une source lumineuse pixélisée destinée à être pilotée en courant, la source lumineuse pixélisée comprenant une pluralité d’éléments semi-conducteurs électroluminescents et une pluralité de sources de courant électrique, chaque source de courant électrique étant associée à un des éléments semi-conducteurs électroluminescents. Le dispositif comprend également un circuit convertisseur asservi, relié à la source lumineuse pixélisée pour l’alimenter en électricité. Le dispositif comprend en outre des moyens d’asservissement qui relient la source lumineuse pixélisée à une entrée d’asservissement du circuit convertisseur, configurés pour fournir un signal d’asservissement représentatif d’une chute de tension électrique aux bornes d’au moins une des sources de courant électrique.
  • De préférence, le circuit convertisseur peut être configuré pour fournir, à partir dudit signal d’asservissement, une tension électrique dont la valeur est telle qu’après soustraction de chutes de tensions dues aux connections entre le circuit convertisseur et la source lumineuse pixélisée, et après soustraction de la tension directe de l’au moins un élément semi-conducteur électroluminescent associé à l’au moins une source de courant électrique impliquée dans les moyens d’asservissement, la chute de tension électrique aux bornes de celle-ci se situe dans une plage de valeurs prédéterminée.
  • Les moyens d’asservissement peuvent de préférence comprendre des moyens de mesure.
  • Les moyens de mesure peuvent préférentiellement comprendre un élément comparateur configuré pour mesurer une chute tension aux bornes d’au moins une des sources de courant électrique.
  • De manière préférée, les moyens de mesure peuvent comprendre un élément comparateur configuré pour mesurer la tension électrique fournie à la source lumineuse pixélisée, et au moins un capteur de température associé à une pluralité d’éléments semi-conducteurs électroluminescents, ainsi qu’un élément de mémoire comprenant des données qui établissent une relation entre une température et un courant mesurés d’une part et une tension directe d’autre part.
  • De préférence, les moyens d’asservissement peuvent comprendre un circuit configuré pour générer le signal d’asservissement représentatif de la chute de tension aux bornes d’au moins une des sources de courant électriques à partir des grandeurs mesurées par les moyens de mesure.
  • Les moyens d’asservissement peuvent de préférence être reliés au circuit convertisseur moyennant un bus de données du véhicule automobile. Il peut de préférence s’agir d’un bus de données de type CAN (« Car Area Network »). L'emploi d'un bus de communication permet de fournir le signal d'asservissement sur des distances quelconques sans que préjudices (parasites, perturbations électro magnétiques) sur la valeur reçue à l'entrée d'asservissement.
  • De manière préférée, les moyens d’asservissement peuvent être configurés pour fournir de manière séquentielle un signal d’asservissement représentatif d’une chute de tension électrique aux bornes de différentes sources de courant électrique. L'emploi d'un bus de communication est particulièrement adapté pour effectuer cette transmission.
  • La plage de valeurs prédéterminée peut de préférence présenter une étendue d’au plus 0.5 V et comprend une borne inférieure sensiblement égale à une valeur de marge de fonctionnement de l’au moins une source de courant électrique
  • De préférence, la source lumineuse pixellisée peut comprendre une matrice de pixels monolithique, chaque pixel correspondant à un élément semi-conducteur électroluminescent
  • Les liaisons électriques qui relient le circuit convertisseur à la source lumineuse pixellisée peuvent de préférence comprendre des éléments résistifs induisant des chutes de tensions non-négligeables entre le circuit convertisseur et la source lumineuse pixellisée.
  • De préférence, le circuit convertisseur peut comprendre un circuit abaisseur de tension, un circuit élévateur de tension, ou une combinaison de ces deux types de circuits.
  • En utilisant les mesures proposées par la présente invention, il devient possible de proposer un dispositif lumineux impliquant un convertisseur destiné à alimenter une source lumineuse pixellisée pilotée en courant électrique, qui permet de réduire les pertes de puissance et à réduire le risque de sur-échauffement des sources lumineuses élémentaires de la source lumineuse pixélisée. En utilisant une boucle d’asservissement et des moyens de mesure qui permettent de mesurer de manière directe ou indirecte une valeur indicative de la chute de tension aux bornes d’au moins une source de courant de la source lumineuse pixélisée, il devient possible d’adapter de manière dynamique la tension fournie par le circuit convertisseur. La régulation est telle qu’une tension de marge de fonctionnement (en anglais « headroom ») aux bornes de la source de courant électrique soit maintenue, sans que celle-ci ne devienne trop élevée, ce qui impliquerait une perte de puissance et un échauffement de la source lumineuse. La régulation est indépendante des longueurs et impédances de connexion entre le circuit convertisseur et la source lumineuse pixélisée, et s’adapte à des appels de courants qui varient en fonction des photométries projetées par le dispositif lumineux.
  • D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels :
  • - est une illustration schématisée d’un dispositif lumineux en accord avec un mode de réalisation préféré de l’invention ;
  • - est une illustration schématisée d’un dispositif lumineux en accord avec un mode de réalisation préféré de l’invention ;
  • - est une illustration schématisée d’un dispositif lumineux en accord avec un mode de réalisation préféré de l’invention.
  • Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre d’exemples et de manière non limitative.
  • La description se concentre sur les éléments d’un dispositif lumineux pour un véhicule automobile, qui sont nécessaires à la compréhension de l’invention. D’autres éléments, qui font de manière connue partie de tels dispositifs, ne seront pas mentionnés ni décrits en détails. Par exemple, la présence d’un support ou d’éléments de dissipation thermique sont implicites pour le fonctionnement d’un tel dispositif.
  • La montre un dispositif lumineux 100 pour un véhicule automobile en accord avec un premier mode de réalisation. Le dispositif comprend circuit convertisseur 120. Des circuits convertisseurs abaisseurs de tension, par exemple de type « buck », et des circuits convertisseurs élévateurs de tension, par exemple de type « boost » sont en soi connus dans l’art et leur fonctionnement ne sera pas décrit en détails dans le cadre de la présente invention. L’invention ne se limite pas à une architecture spécifique de convertisseur. Un circuit convertisseur 120 permet notamment de convertir une tension électrique fournie à son entrée (non-illustrée) en une tension de sortie Vout ayant une valeur différente de la tension d’entrée. Selon l’architecture choisie, la tension de sortie peut être supérieure ou inférieure à la tension d’entrée. De tels circuits sont communément utilisés dans le cadre de l’alimentation électrique de sources lumineuses à éléments semi-conducteurs électroluminescents, par exemple de type diode électroluminescente, LED. En effet, de telles sources lumineuses doivent être alimentées avec un niveau de tension au moins égal à la valeur de leur tension directe, qui peut être différente de la tension disponible, par exemple fournie par une batterie d’un véhicule automobile. Le convertisseur comprend notamment une entrée supplémentaire 122 destinée à recevoir une valeur de tension d’asservissement, de manière à pouvoir réguler la tension fournie entre ses les bornes de sortie d’alimentation. Une des bornes de sortie correspond typiquement au potentiel de masse. Le dispositif comprend également une source lumineuse pixélisée 110 comprenant par exemple un élément matriciel monolithique. La source lumineuse 110 est pilotée en courant électrique et elle est reliée par des connexions électriques au circuit convertisseur. Comme ces connexions électriques représentent une impédance qui dépend notamment de leur longueur et leur surface de section, la tension Vled fournie à la source lumineuse 110 est inférieure à la tension de sortie Vout du circuit convertisseur.
  • La source lumineuse pixélisée 110 comprend une pluralité généralement importante d’éléments semi-conducteurs électroluminescent, de type diode électroluminescentes 112. A chacun de ces éléments 112 est associé une source de courant 114 dédiée. Une consigne de photométrie (non-illustrée) fournie à la source lumineuse pixélisée 110 amène cette dernière à appliquer un courant électrique d’une intensité appropriée à chaque pixel réalisé par un élément 112 et une source de courant électrique 114. Ainsi chaque pixel émet un degré de de luminosité conforme à la consigne photométrique. Pour un courant d’appel donné, la tension directe Vf aux bornes de la diode électroluminescente correspond à une valeur donnée, qui est une propriété intrinsèque de la diode. La tension directe est en général dépendante de la température de la jonction semi-conductrice. Afin de pouvoir fonctionner correctement, la source de courant 114 nécessite entre ses bornes une tension de marge de fonctionnement constante Vh d’une valeur prédéterminée, typiquement d’environ 0.5 V ou . Si Vled est beaucoup plus élevé que Vf, la différence de potentiel Vh résiduelle est élevée et engendre des pertes thermiques.
  • Dans l’exemple de la , une boucle d’asservissement, réalisée par exemple par une connexion de données, relie des moyens de mesure aptes à mesurer une valeur indicative de cette différence de potentiel Vh au circuit convertisseur. En utilisant les moyens d’asservissement 130, il devient donc possible pour le circuit convertisseur d’abaisser Vout lorsque la valeur asservie indique une valeur Vh qui est plus élevée que la tension de marge de fonctionnement requise par la source de courant électrique 114. Lorsque Vh se rapproche de sa valeur limite inférieure, Vout peut être augmenté. Ceci permet d’éviter des pertes de puissance tout en assurant le pilotage en courant électrique de chaque source lumineuse élémentaire 112. Le maximum de plusieurs chutes de tensions mesurées aux bornes de plusieurs des sources de courant 114 associées à plusieurs éléments semi-conducteurs 112 peut également servir de valeur d’asservissement, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. De manière indirecte, cette architecture permet également de prendre en compte les chutes de tension entre le circuit convertisseur 120 et la source lumineuse 110.
  • La montre une illustration d’une source lumineuse pixélisée 210 et de moyens d’asservissement 230 selon un deuxième mode de réalisation préféré. La partie du circuit convertisseur reste inchangée par rapport au mode de réalisation précédent et elle n’est pas montrée. Une pluralité de couples formés par des montages en série d’une source lumineuse électroluminescente 212 avec sa source de courant électrique associée 214 sont montés en parallèle. Les moyens de mesure 232 comprennent un circuit convertisseur analogique-numérique (ADC, « analog-to-digital converter ») référencé au potentiel de masse, qui permet de fournir de manière directe la valeur 234 de la chute de tension aux bornes d’au moins une des sources de courant électrique 214 en direction de l’entrée d’asservissement du circuit convertisseur.
  • La montre une illustration d’une source lumineuse pixélisée 310 et de moyens d’asservissement 330 selon un troisième mode de réalisation préféré. La partie du circuit convertisseur reste inchangée par rapport aux modes de réalisation précédents et elle n’est pas montrée. Une pluralité de couples formés par des montages en série d’une source lumineuse électroluminescente 312 avec sa source de courant électrique associée 314 sont montés en parallèle. Des groupes 316 de tels couples sont thermiquement couplés à cause de leur proximité physique. Les moyens de mesure comprennent au moins pour chaque groupe 316 au moins un capteur de température 332 qui permet de fournir une indication de la température de jonction des sources lumineuse 312 du groupe en question. Le capteur peut par exemple être réalisé par un thermistor, sans limiter l’invention à cet exemple. En connaissance de la température et du courant d’appel d’une diode électroluminescente 312 donnée, il est possible d’en déduire la tension directe Vf aux bornes de la diode électroluminescente. A cet effet, des données de calibration des diodes électroluminescentes sont pré-fournies dans un élément de mémoire 336, par exemple sous forme tabulaire. En mesurant la tension Vled fournie, par exemple moyennant le circuit convertisseur analogique-numérique 332’, un circuit de traitement non-illustré a donc accès à une estimation des tensions électriques Vled et Vf, ce qui lui permet de déduire de manière indirecte la chute de tension Vh aux bornes de la source de courant électrique 314. Cette estimation de Vh est relayée comme signal d’asservissement en direction de l’entrée d’asservissement du circuit convertisseur. Alternativement, le signal d’asservissement peut comprendre les estimations de température, de la tension Vled et/ou l’estimation de Vf. Le traitement de ces grandeurs au niveau du circuit convertisseur, moyennant un circuit processeur correspondant, permet alors de récupérer l’estimation de la chute de tension Vh. Une fois que l’estimation de Vh a été acquise, la régulation décrite dans les modes de réalisation précédents peut être réalisée.
  • Dans un mode de réalisation alternatif non-illustré, la source lumineuse pixélisée comprend un circuit diagnostique qui lui permet de diagnostiquer individuellement la valeur de tension directe Vf pour chaque source lumineuse élémentaires de manière cyclique ou séquentielle. Lorsque Vf est proche de 0V, le pixel correspondant est diagnostiqué comme étant en court-circuit. Lorsque Vf est proche de Vled, le pixel est ouvert. Lorsque la tension directe Vf mesurée est comprise dans une plage de valeur acceptable et fonctionnelle, cette mesure peut être utilisée comme dans le mode de réalisation précédent pour en déduire la chute de tension aux bornes de la source de courant électrique associée au pixel diagnostiqué, en utilisant la relation Vh=Vled-Vf. Cet agencement permet d’évaluer Vh pour toutes les sources lumineuses élémentaires de manière séquentielle.
  • Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne limitent pas l’étendue de la protection de l’invention. Notamment, des procédés de mesure plus complexes et plus exacts, impliquant par exemple un nombre plus important de capteurs de température et/ou de tension peuvent être mis en œuvre pour réaliser le moyens de mesure qui viennent d’être décrits, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. En faisant recours à la description qui vient d’être donnée, d’autres modes de réalisation sont envisageables sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
  • L’étendue de la protection est déterminée par les revendications.

Claims (10)

  1. Dispositif lumineux (100, 200, 300)pour un véhicule automobile comprenant
    une source lumineuse pixélisée (110, 210, 310) destinée à être pilotée en courant, la source lumineuse pixélisée comprenant une pluralité d’éléments semi-conducteurs électroluminescents (112, 212, 312) et une pluralité de sources de courant électrique (114, 214, 314), chaque source de courant électrique étant associée à un des éléments semi-conducteurs électroluminescents;
    un circuit convertisseur asservi (120), relié à la source lumineuse pixélisée pour l’alimenter en électricité ;
    des moyens d’asservissement (130, 230, 330) qui relient la source lumineuse pixélisée à une entrée d’asservissement (122) du circuit convertisseur, configurés pour fournir un signal d’asservissement (134, 234) représentatif d’une chute de tension électrique aux bornes d’au moins une des sources de courant électrique (114, 214, 314).
  2. Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit convertisseur (120) est configuré pour fournir, à partir dudit signal d’asservissement (134, 234), une tension électrique Vout dont la valeur est telle qu’après soustraction de chutes de tensions dues aux connections entre le circuit convertisseur et la source lumineuse pixélisée, et après soustraction de la tension directe Vf de l’au moins un élément semi-conducteur électroluminescent (112, 212, 312) associé à l’au moins une source de courant électrique (114, 214, 314) impliquée dans les moyens d’asservissement (130, 230, 330), la chute de tension électrique aux bornes de celle-ci se situe dans une plage de valeurs prédéterminée.
  3. Dispositif lumineux selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’asservissement (130, 230, 330) comprennent des moyens de mesure (132, 232, 332).
  4. Dispositif lumineux selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de mesure (232) comprennent un élément convertisseur analogique-numérique configuré pour mesurer une chute de tension aux bornes d’au moins une des sources de courant électrique (214).
  5. Dispositif lumineux selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent un élément convertisseur analogique-numérique(332’) configuré pour mesurer la tension électrique Vled fournie à la source lumineuse pixélisée (310), et au moins un capteur de température (332) associé à une pluralité d’éléments semi-conducteurs électroluminescents (312), ainsi qu’un élément de mémoire comprenant des données (336) qui établissent une relation entre une température et un courant mesurés d’une part et une tension directe Vf d’autre part.
  6. Dispositif lumineux selon une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les moyens d’asservissement (130, 230, 330) comprennent un circuit configuré pour générer le signal d’asservissement représentatif de la chute de tension aux bornes d’au moins une des sources de courant électriques à partir des grandeurs mesurées par les moyens de mesure (132, 232, 332, 332’).
  7. Dispositif lumineux selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’asservissement (130, 230, 330) sont reliés au circuit convertisseur (120) moyennant un bus de données du véhicule automobile.
  8. Dispositif lumineux selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’asservissement sont configurés pour fournir de manière séquentielle un signal d’asservissement représentatif d’une chute de tension électrique aux bornes de différentes sources de courant électrique.
  9. Dispositif lumineux selon la revendication 2, ou l'une des revendications 3 à 8 lorsqu'elles dépendent de la revendication 2, caractérisé en ce que la plage de valeurs prédéterminée présente une étendue d’au plus 0.5 V et comprend une borne inférieure sensiblement égale à une valeur de marge de fonctionnement Vh de l’au moins une source de courant électrique (114, 214, 314).
  10. Dispositif lumineux selon une des revendication précédentes, caractérisé en ce que la source lumineuse pixellisée (110, 210 310) comprend une matrice de pixels monolithique, chaque pixel correspondant à un élément semi-conducteur électroluminescent (112, 212, 312).
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