FR2945246A1

FR2945246A1 - Procede et dispositif de correction des vibrations d'un faisceau emis par un element optique de vehicule

Info

Publication number: FR2945246A1
Application number: FR0952981A
Authority: FR
Inventors: Benedictus Haest; Viviane Borgers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2010-11-12

Abstract

Procédé de stabilisation de l'orientation d'un faisceau lumineux (31) émis par un élément optique (3) de véhicule soumis à des vibrations, comprenant les étapes suivantes visant à : - mesurer des vibrations d'excitation sur un point fixe de l'élément optique (3); - appliquer une fonction de transfert inverse H (f) sur au moins une partie de la gamme de fréquence des vibrations d'excitation mesurées, de manière à obtenir un signal de compensation représentatif des vibrations de réponse ; - appliquer une correction d'amplitude et/ou de phase ; et - piloter un actionneur (15) avec le signal de compensation corrigé de manière à appliquer à l'élément optique (3) des vibrations opposées aux vibrations de réponse.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé pour stabiliser un élément optique de véhicule par rapport à la route, ainsi qu'à un dispositif correspondant. Les véhicules, tels que les véhicules automobiles, les véhicules deux roues ou les camions, sont sujets à d'importantes variations d'assiette provoqués notamment par les freinages, les accélérations, ou le franchissement de ralentisseurs. Par ailleurs, ces véhicules subissent, en fonctionnement, de nombreuses vibrations dues principalement aux irrégularités de la chaussée sur laquelle ils se déplacent. Les vibrations des éléments optiques des véhicules, tels que les rétroviseurs ou les projecteurs, provoquent des phénomènes parasites qu'il est important de corriger pour améliorer le confort de conduite du conducteur et éviter d'éblouir les autres automobilistes. En effet, ces vibrations des éléments optiques font que les faisceaux lumineux sont sujets à des tremblements, ils peuvent éblouir les conducteurs. Les désagréments causés par de telles vibrations sont particulièrement préoccupants s'agissant des petits véhicules, et en particulier des véhicules deux roues, très sensibles aux défauts de planéité de la route, du fait du relativement faible écartement entre leurs roues. Ce problème est également souvent rencontré pour les véhicules poids lourds.

Actuellement, les systèmes développés afin de corriger les variations d'inclinaison des éléments optiques de véhicules équipent, pour l'essentiel, les projecteurs de véhicules. Ces systèmes adaptent l'éclairage émis par les projecteurs des véhicules en fonction de leur assiette. On connait à cet effet la demande FR2915283. Un tel dispositif requiert la présence de systèmes de mesures de la position du châssis du véhicule et impose de monter de nombreux éléments en dehors du projecteur. II est également connu de la demande FR2703638, un réglage de la position des projecteurs prenant en compte l'assiette du véhicule, lorsque le véhicule est en mouvement sur la chaussée. Un tel réglage est effectué au travers de moteurs tels que des moteurs pas à pas, qui entraînent souvent des retards dans la correction à apporter en réponse sur les projecteurs, et sont peu adaptés à une correction en temps réel. La présente demande vise à résoudre tout ou partie des inconvénients précédemment évoqués.

On atteint ce but de l'invention, selon un premier aspect, avec un procédé de stabilisation de l'orientation d'un faisceau émis par un élément optique de véhicule soumis à des vibrations, comprenant les étapes suivantes visant à : - mesurer des vibrations d'excitation sur un point fixe de l'élément optique; - appliquer une fonction de transfert inverse H-1(f) sur au moins une partie de la gamme de fréquence des vibrations d'excitation mesurées, de manière à obtenir un signal de compensation représentatif des vibrations de réponse - appliquer une correction d'amplitude et/ou de phase ; et - piloter un actionneur avec le signal de compensation corrigé de manière à appliquer à l'élément optique des vibrations opposées aux vibrations de réponse. Le terme véhicule au sens de la présente invention, désigne tout engin mobile apte à se déplacer sur une chaussée avec un train roulant.

Le terme point fixe , au sens de la présente invention, désigne un point qui n'est pas situé sur une partie mobile de l'élément optique par rapport à l'ensemble du véhicule. Il peut s'agir des points situés sur un boîtier de projecteur encastré dans la carrosserie d'un véhicule ; et à l'inverse, un tel point n'appartient pas aux éléments mobiles du projecteur susceptibles par exemple de modifier l'orientation du faisceau qu'il émet. Un tel procédé utilise notamment une fonction de transfert inverse appelée H-1(f) . Une telle fonction correspond à la réciproque d'une fonction de transfert H(f) . I l s'agit d'une fonction de la gamme de fréquence des vibrations mesurées, propre à chaque point fixe de l'élément optique. En l'espèce, cette fonction de transfert est la fonction donnant la relation mathématique entre les vibrations du faisceau, émis vers la chaussée (projecteur) ou vers le conducteur (rétroviseur), et les vibrations correspondantes sur un point fixe de l'élément optique convenablement choisi. La fonction complexe de transfert est de la forme H(f) = y(f)/x(f) ; y(f) correspondant au signal de sortie (en fréquence) des vibrations du faisceau émis, et x(f) correspondant au signal d'entré (en fréquence) des vibrations du point fixe. Dans le contexte de la présente invention, les vibrations du faisceau émis sont appelées vibrations de réponse , et les vibrations du 35 point fixe sont appelées vibration d'excitation .

Ainsi en appliquant H-1(f) , conformément à l'invention, au signal de vibration d'excitation, il est possible d'obtenir un signal de sortie, ou signal de compensation, correspondant aux vibrations de réponse. On applique ensuite un coefficient d'amplitude et une correction de phase au signal de compensation. La correction d'amplitude est nécessaire pour prendre en compte, d'une part, la force à appliquer pour induire le déplacement de l'actionneur, et d'autre part, l'amplitude du déplacement de l'actionneur. Un tel signal de compensation corrigé est ensuite utilisé pour piloter un actionneur, de manière à appliquer à l'élément optique des mouvements en opposition des mouvements de vibrations de réponse, ce qui les annule ou à tout le moins les minimise fortement. Par suite le faisceau émis par l'élément optique est beaucoup plus stable, car il n'est plus sujet à des tremblements. La fonction de transfert inverse H-1(f) peut être appliquée sur toute la gamme de fréquences des vibrations mesurées, ou seulement sur une partie de cette gamme de fréquence correspondant, par exemple, aux vibrations les plus gênantes. L'application de la fonction de transfert inverse H-1(f) au signal d'excitation pourra être réalisée comme au travers d'un filtre analogique ou 20 numérique. L'homme du métier du domaine de l'électronique sait comment paramétrer un système tel qu'un filtre ou un convertisseur de signal, pour appliquer une fonction H-1(f) à un signal d'entré. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du procédé selon 25 l'invention : - le procédé comprend en outre une étape préalable de calibration ; - de préférence, l'étape préalable de calibration comprend les étapes suivantes : • soumettre le point fixe à des vibrations d'excitation par mise en 30 vibration du véhicule à une fréquence déterminée à l'aide, par exemple, d'un vérin hydraulique ; • mesurer les vibrations de réponse sur un écran de mesure ; • déterminer une fonction de transfert H(f) donnant la relation entre les vibrations d'excitation du point fixe et les vibrations de 35 réponse de l'élément optique; et • déterminer la correction d'amplitude et/ou de phase à appliquer sur la fonction de transfert inverse H-1(f) pour obtenir un signal de compensation apte à permettre une annulation des vibrations de réponse ; - le procédé comprend en outre une étape préalable de correction de l'orientation dudit faisceau lumineux en fonction de l'assiette du véhicule : il peut être prévu d'intégrer au dispositif de la présente invention un système pour corriger l'orientation du faisceau en fonction de la charge du véhicule en agissant, par exemple, sur l'actuateur précédemment décrit. Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé tel que décrit précédemment, pour stabiliser au moins une partie d'un élément optique de véhicule par rapport à la chaussée, comprenant : - au moins un appareil apte à mesurer les vibrations d'excitation sur un point fixe dudit élément optique ; - un système de traitement de données prévu pour collecter le signal d'entré mesuré par ledit appareil et destiné, d'une part, à appliquer une fonction de transfert inverse H-1(f) sur au moins une partie de la gamme de fréquence des vibrations d'excitation mesurées, de manière à obtenir un signal de compensation représentatif des vibrations de réponse, et, d'autre part, à appliquer une correction d'amplitude et/ou de phase ; et - un actionneur adapté pour corriger l'orientation, au moins en site ou en azimut, d'au moins une partie de l'élément optique en fonction des signaux de pilotage transmis par ledit système de traitement de données. Un tel dispositif est prévu pour être intégré au boîtier du projecteur, ce qui facilite le montage et réduit les coûts liés aux équipements périphériques de l'éclairage du véhicule. II pourra aussi être maintenu solidaire du boîtier d'un projecteur comme le sont certains ballasts électroniques utilisés sur les projecteurs de véhicules. Le point fixe dans l'invention précédemment décrite est choisi de préférence à l'arrière d'un réflecteur dans le cas d'un projecteur. Les vibrations perçues sur un tel point fixe par l'appareil de mesure permettent de corriger les vibrations des faisceaux lumineux en agissant sur la partie de l'élément optique responsable de l'orientation du faisceau. Pour cela, les vibrations perçues sont dans un premier temps traitées. Le signal traité est utilisable, de préférence après amplification, pour compenser les vibrations de la partie de l'élément optique responsable de l'orientation du faisceau.

Le traitement se fait au travers d'un système de traitement de données destiné à convertir le signal transmis par l'appareil de mesure des vibrations, selon notamment la fonction de transfert inverse H-1(f) corrigée en amplitude a et/ou en phase. L'homme du métier du domaine de l'électronique sait comment 10 paramétrer un tel système de traitement de données pour réaliser l'inversion d'une telle fonction complexe de transfert. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif selon l'invention : - l'appareil apte à mesurer les vibrations de l'élément optique est un 15 accéléromètre : pour mettre en oeuvre la présente invention on peut utiliser tout type d'accéléromètre, et notamment les accéléromètres piézoélectriques ; on peut également avoir recours à des accéléromètres résistifs ou capacitifs, tels que les accéléromètres MEMS (Micro Electronic Mechanical Sensor) ; - le point fixe est un point de montage de l'élément optique sur le 20 véhicule : les vibrations de l'ensemble du véhicule se répercutent directement dans l'élément optique par les points de montage, il est donc approprié de mesurer en ces points les vibrations d'excitation ; - l'actionneur est monté sur un ensemble mobile dudit élément optique comprenant au moins un réflecteur ; 25 - de préférence, l'actionneur est adapté pour corriger ladite orientation en site par pivotement dudit ensemble mobile, autour d'une charnière, dont l'axe de rotation est horizontal et passe sensiblement par le centre de gravité dudit ensemble mobile ; - l'actionneur est un actionneur électromagnétique linéaire apte à 30 exercer des forces à des fréquences comprises entre 0 et 40Hz, de préférence entre 0 et 20 Hz : typiquement dans le cas d'un élément optique de véhicule la gamme de fréquence est de 0 à 40 Hz, et en particulier de 0 à 20 Hz dans le cas d'un projecteur de véhicule ; - l'élément optique consiste en au moins un des éléments 35 sélectionnés parmi un projecteur de véhicule et un rétroviseur.

La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui va suivre illustrée par les figures annexées, dans lesquelles : La figure 1 représente une vue schématique de profil d'un véhicule de l'état de la technique dont les projecteurs émettent un faisceau d'angle a et dont l'assiette est telle que l'axe longitudinal du véhicule est sensiblement parallèle au plan de la chaussée ; La figure 2 représente une vue schématique de profil du même véhicule que celui de la figure 1, dont l'assiette est telle que l'axe longitudinal du véhicule n'est pas parallèle à la chaussée, ce qui entraîne une modification de l'orientation du faisceau d'angle a par rapport à son orientation illustré à la figure 1 ; La figure 3 représente une vue schématique de profil d'un projecteur de véhicule équipé d'un dispositif conforme à la présente invention ; La figure 4 représente une vue schématique de profil d'un véhicule comprenant des projecteurs équipés de dispositifs conformes à la présente invention sur lesquels on effectue une calibration. Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation du dispositif 1 selon l'invention, intégré dans un projecteur 3 de véhicule. Le projecteur 3 est prévu pour être monté sur le véhicule, sur des points de montage 5a et 5b. Un des points de montage 5b, placé de préférence sur la partie arrière 7 du réflecteur, est équipé d'un accéléromètre 9. L'accéléromètre 9, est lui-même relié à un montage électronique 10 comprenant un système de traitement de données Il, qui reçoit les signaux des vibrations mesurées par l'accéléromètre 9. Le système de traitement de données 11 est connecté par ailleurs en amont du montage électronique 10, à un amplificateur de puissance 13. Cet amplificateur de puissance 13 est branché en amont du montage électronique 10 à un actionneur linéaire 15. Cet actionneur linéaire 15 est monté pivotant d'une part, sur un point pivot 17, faisant sailli dans le boîtier 19 du projecteur, et d'autre part sur un autre point pivot 21, placé sous un réflecteur 23 d'un ensemble mobile 25. L'ensemble mobile 25 est monté en rotation autour d'une charnière 27, dont l'axe, de préférence, passe sensiblement par le centre de gravité de l'ensemble mobile 25. Une lentille 29 placé devant le réflecteur 23 focalise le faisceau lumineux 31, issu de la source 33, qui traverse la glace 35 du projecteur 3.

Lorsque le véhicule 37 se déplace sur une chaussée présentant des irrégularités, telle qu'une route dégradée ou une route pavée, celles-ci provoquent des vibrations dans l'ensemble du véhicule 37 qui se répercutent notamment sur le point de montage 5b. L'accéléromètre 9 mesure les vibrations d'excitation et les transmet au système de traitement de données 11. Le système de traitement de données 11 applique au signal d'entrée la fonction de transfert inverse H-1(f) et corrige le signal en amplitude a et/ou en phase pour générer un signal de compensation. Le signal de compensation est ensuite amplifié par l'amplificateur de puissance 13 et transmis à l'actionneur électromagnétique linéaire 15 qui applique des vibrations opposées aux vibrations de réponse en temps réel. La figure 1 représente l'orientation du faisceau 31, d'angle a, pour un véhicule 37 dont l'assiette est nulle, ce qui correspond, par exemple, à une situation pour laquelle le véhicule est à plat sur la route sans charge particulière. La figure 2 illustre la déviation angulaire i subie par le faisceau lumineux 31 au moment où un véhicule 37 se cabre en se penchant sur l'arrière, suite à un franchissement d'un ralentisseur sur la route ou à une accélération importante, lorsque le dispositif 1 selon l'invention n'est pas opérationnel sur le véhicule 37. Lorsque le dispositif 1 sur le véhicule 37 est actif, le faisceau garde son orientation d'origine car la déviation angulaire i est compensée grâce à la correction angulaire en site, qui ramène l'ensemble mobile 25 vers le bas. Un tel dispositif 1 convient donc, non seulement, pour compenser les petites vibrations dues aux tremblements du boîtier par rapport au véhicule, mais aussi, pour compenser les variations de l'orientation du faisceau plus importantes. Sur la figure 4 est représenté un véhicule 37 comprenant un dispositif 1 selon la présente invention, placé sur un banc (non représenté) équipé d'un vérin hydraulique 39. Le vérin hydraulique 39, placé sous la roue avant 41 du véhicule 37, est mis en vibration, à une fréquence déterminée, ce qui provoque notamment des vibrations d'excitation sur le point de montage 5b. Les vibrations émises par le banc correspondent à des signaux d'excitation au point de montage 5b qui sont des fonctions en sinus de fréquences comprises de préférence entre 0 et 20Hz. Le signal de l'accéléromètre 9 est mesuré et convertit (filtré) à l'aide du système de traitement de données 11 avec la même fréquence que la fréquence d'excitation. Le signal est ensuite corrigé en phase et en amplitude, et est renvoyé à l'amplificateur de puissance 13. On fait varier la phase et l'amplitude de manière à obtenir un faisceau lumineux 31 émis stable. Pour chaque fréquence d'excitation la phase et l'amplitude de correction sont notées. L'ensemble des mesures ainsi relevées forme la fonction de transfert inverse H-'(f) .

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés, fournis à titre de simples exemples. En particulier, le dispositif 1 est également adapté pour corriger l'orientation du faisceau lorsque le véhicule 37 se cabre sur l'avant.10

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de stabilisation de l'orientation d'un faisceau lumineux (31) émis par un élément optique (3) de véhicule soumis à des vibrations, comprenant les étapes suivantes visant à : - mesurer des vibrations d'excitation sur un point fixe de l'élément optique (3); - appliquer une fonction de transfert inverse H-1(f) sur au moins une partie de la gamme de fréquence des vibrations d'excitation mesurées, de manière à obtenir un signal de compensation représentatif des vibrations de réponse ; - appliquer une correction d'amplitude et/ou de phase ; et - piloter un actionneur (15) avec le signal de compensation corrigé de manière à appliquer à l'élément optique (3) des vibrations opposées aux vibrations de réponse.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape préalable de calibration.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape préalable de calibration comprend les étapes suivantes : - soumettre le point fixe à des vibrations d'excitation par mise en vibration du véhicule (37) à une fréquence déterminée à l'aide, par exemple, d'un vérin hydraulique (39) ; mesurer les vibrations de réponse sur un écran de mesure ; - déterminer une fonction de transfert H(f) donnant la relation entre les vibrations d'excitation du point fixe et les vibrations de réponse de l'élément optique; et - déterminer la correction d'amplitude et/ou de phase à appliquer sur la fonction de transfert inverse H-1(f) pour obtenir un signal de compensation apte à permettre une annulation des vibrations de réponse.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape préalable de correction de l'orientation dudit faisceau lumineux (31) en fonction de l'assiette du véhicule (37).
5. Dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour stabiliser au moins une partie d'un élément optique (3) de véhicule par rapport à la chaussée, comprenant : - au moins un appareil (9) apte à mesurer les vibrations d'excitation sur un point fixe dudit élément optique (3) ; - un système de traitement de données (11) prévu pour collecter le signal d'entré mesuré par ledit appareil (9) et destiné, d'une part, à appliquer une fonction de transfert inverse H"1(f) sur au moins une partie de la gamme de fréquence des vibrations d'excitation mesurées, de manière à obtenir un signal de compensation représentatif des vibrations de réponse, et, d'autre part, à appliquer une correction d'amplitude et/ou de phase ; et - un actionneur (15) adapté pour corriger l'orientation, au moins en site ou en azimut, d'au moins une partie de l'élément optique (3) en fonction des signaux de pilotage transmis par ledit système de traitement de données (11).
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'appareil apte à 20 mesurer les vibrations de l'élément optique est un accéléromètre (9).
7. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 5 ou 6, dans lequel le point fixe est un point de montage (5b) de l'élément optique (3) sur le véhicule.
8. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 5 à 7, dans lequel l'actionneur (15) est monté sur un ensemble mobile (25) dudit élément optique comprenant au moins un réflecteur (23). 30
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel l'actionneur (15) est adapté pour corriger ladite orientation en site par pivotement dudit ensemble mobile (25), autour d'une charnière (27), dont l'axe de rotation est horizontal et passe sensiblement par le centre de gravité dudit ensemble mobile (25). 35
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel l'actionneur est un actionneur électromagnétique linéaire (15) apte à 25exercer des forces à des fréquences comprises entre 0 et 40Hz, de préférence entre 0 et 20 Hz.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, dans 5 lequel l'élément optique consiste en au moins un des éléments sélectionnés parmi un projecteur (3) de véhicule et un rétroviseur.