FR2963532A1 - Systeme de controle de l'intensite parcourant au moins une diode electroluminescente - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système comprenant au moins une diode électroluminescente 3 pour véhicule automobile et un dispositif de contrôle 26 du courant parcourant ladite diode 3, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle 26 comprend un moyen de contrôle résistif 3 combiné à un dispositif de limitation 5 du courant parcourant ladite diode électroluminescente 3. Application aux véhicules automobiles.

Description

i Système de contrôle de l'intensité parcourant au moins une diode électroluminescente.

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation installés sur un véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un système comprenant au moins une diode électroluminescente et son dispositif de contrôle ou de commande. De manière générale, il a été proposé d'équiper les véhicules automobiles de dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation dont le flux lumineux est créé par des diodes électroluminescentes. Ce type de dispositif doit respecter un couple de contraintes où le flux lumineux atteint un seuil minimum et où la consommation électrique du dispositif d'éclairage et/ou de signalisation est limitée à un certain seuil maximum. Par ailleurs, les véhicules automobiles sont de plus en plus équipés d'une fonction de signalisation supplémentaire. Cette fonction vise la signalisation diurne du véhicule en fonctionnement. En effet, les véhicules sont classiquement équipés d'une fonction veilleuse, d'une fonction feu de croisement et/ou d'une fonction feu de route. Ces trois fonctions classiques sont génératrices d'une importante consommation électrique sur le réseau électrique du véhicule.

L'adjonction d'une nouvelle fonction, en particulier la signalisation diurne, vient augmenter la consommation électrique des fonctions éclairage et/ou signalisation. En outre, le réseau électrique du véhicule subit des variations de tension qui influence la consommation électrique des diodes électroluminescentes équipant la fonction de signalisation diurne. Il existe donc un premier besoin lié à une rationalisation de la consommation électrique de la fonction signalisation diurne. Cependant, cette fonction de signalisation diurne doit atteindre un niveau d'éclairage important consécutivement au fait que cette fonction est utilisée en plein jour, parfois pendant des journées ensoleillées, ce qui nécessite un flux lumineux important pour le rendre apparent et visible même si l'éclairage extérieur est vif. Cette contrainte de flux lumineux impose une forte consommation électrique, cette dernière allant à l'inverse de la contrainte de rationalisation de la consommation électrique sur le réseau du véhicule. On comprend donc qu'il convient de prévoir un système répondant à cette double contrainte. Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus principalement en autorisant l'alimentation électrique des diodes électroluminescentes de sorte à atteindre le seuil de flux lumineux requis en toutes conditions diurnes tout en limitant la consommation électrique de la fonction signalisation diurne à un seuil prédéterminée quelque soit les variations de tension sur le réseau électrique du véhicule. L'invention a donc pour objet un système comprenant au moins une diode électroluminescente pour véhicule automobile et un dispositif de contrôle du courant parcourant ladite diode, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comprend un moyen de contrôle résistif combiné à un dispositif de limitation du courant parcourant ladite diode. Ainsi, le moyen de contrôle résistif garantit la présence d'un niveau d'intensité suffisant pour atteindre le niveau de flux lumineux alors que le dispositif de limitation du courant évite que ce dernier ne croit au-delà d'un certain seuil dans certaines situations comme l'augmentation de la tension sur le réseau ou la défaillance d'une des diodes. Selon une première caractéristique de l'invention, la diode électroluminescente, le moyen de contrôle résistif et le dispositif de limitation sont en série. On comprend donc que le courant parcourt successivement ces trois composants. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le dispositif de limitation du courant est un régulateur de courant linéaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend une pluralité de diodes électroluminescentes et en particulier six diodes fournissant chacune un flux lumineux de 75 Lumens minimum quand elle est alimenté par un courant d'intensité égale à 0,220 Ampère. Quand ce système comprend plusieurs diodes, le moyen de contrôle résistif est intercalé en série avec les diodes. Le système comprend autant de moyen de contrôle résistif que de diode électroluminescente.

Selon encore une caractéristique de l'invention, le dispositif de limitation du courant limite l'intensité de ce dernier à un maximum de 0,7 Ampère quand une tension d'alimentation des diodes dépasse 13,7 Volts. C'est particulièrement le cas quand le système est équipé de six diodes électroluminescentes accompagnées d'un unique dispositif de limitation du courant parcourant les diodes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la ou les diodes électroluminescentes sont passantes en cas de dysfonctionnement de la ou les diodes concernées. On comprend que la défaillance d'une des diodes n'interrompt pas la circulation du courant dans le circuit de telle sorte que la fonction de signalisation diurne est maintenue active. Le système comprend deux branches ou circuits parallèles, chacune d'entre elle incluant trois diodes électroluminescentes et un moyen de contrôle résistif, les deux branches étant placées sous la dépendance d'un unique dispositif de limitation. Selon une alternative, les deux branches parallèles comprennent chacune trois diodes électroluminescentes, un moyen de contrôle résistif et un dispositif de limitation, ledit dispositif de limitation limitant l'intensité du courant à un maximum de 0,35 Ampère. Cette solution offre la possibilité d'utiliser des composants qui s'échauffent moins, ce qui permet de réduire la taille et le coût de ces composants ainsi que celle d'un dissipateur thermique qui équipe le dispositif de limitation et dont la fonction est de refroidir ce dernier. Le système décrit ci-dessus trouve une application toute particulière dans un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile. Dans ce cas, le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation forme un ensemble qui supporte les diodes électroluminescentes, le moyen de contrôle résistif et le ou les dispositifs de limitation. Ceci permet de former de manière unitaire un feu de signalisation diurne standardisé prêt à l'utilisation sur des véhicules de types différents. Un tout premier avantage selon l'invention réside dans la possibilité de répondre à la double contrainte flux lumineux/consommation électrique. De manière plus précise, cette contrainte est de 75 Lumens au minimum et une consommation électrique maximum de 6 Watts pour un système équipé de six diodes électroluminescentes, en particulier pour le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation comportant le système. Un autre avantage non négligeable réside dans la possibilité de prévoir un circuit d'alimentation, par exemple utilisant une technologie PWM (de l'anglais Pulse Width Modulation), où il est avantageux de borner supérieurement le niveau d'intensité qui circule dans le circuit qui alimente le système. Enfin, un autre avantage de l'invention réside dans la possibilité de maintenir la fonction de signalisation diurne même si une ou plusieurs des diodes électroluminescentes sont défaillantes. En effet, comme ces dernières peuvent être passantes en mode défaillant, l'intensité dans le système peut augmenter au point de dépasser le seuil de consommation maximum de 6 watts consommés. Dans un tel cas, le dispositif de limitation assure son rôle quelque soit le nombre de diodes défaillantes en limitant le niveau d'intensité parcourant le système. 1 o D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma simplifié du système selon l'invention, - la figure 2 est un schéma montrant les composants électroniques du 15 système selon l'invention, - la figure 3 est un graphique illustrant la consommation électrique d'un dispositif de l'art antérieur et la consommation électrique du système selon l'invention. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée, 20 lesdites figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. La figure 3 illustre la consommation électrique d'un dispositif de commande selon l'art antérieur. Le graphique montrée sur cette figure montre en abscisse la tension, en Volts, d'alimentation du circuit d'alimentation des diodes 25 électroluminescentes et en ordonnées l'intensité, en Ampères, du courant consommé par un tel circuit. Une courbe A illustre l'intensité du courant dans ce circuit d'alimentation électrique de diodes électroluminescentes et on constate que, lorsque la tension dépasse 15,3 Volts, le courant consommé dépasse 0,7 Ampère. La tension sur le réseau d'un véhicule automobile pouvant atteindre 30 dans certains cas 17 Volts, il est apparent que l'intensité du courant consommé peut allègrement dépasser un seuil de 0,7 Ampère ce qui n'est pas souhaité au vue de la contrainte de rationalisation de la consommation électrique sur le véhicule.

La figure 1 montre de manière schématique un exemple de réalisation du système selon l'invention. Dans cet exemple, le système comprend deux branches 1 et 2 de constitution identique. Chaque branche comprend au moins une diode électroluminescente 3 contrôlée ou commandée par un dispositif de contrôle 26 du courant parcourant la diode 3. Ce dispositif de contrôle 26 gère l'intensité du courant dans les branches 1 et 2. Ce dispositif de contrôle 26 comprend un moyen de contrôle résistif 4 de l'intensité du courant circulant dans la diode électroluminescente 3 combiné à un dispositif de limitation 5 de cette même intensité. On entend par « combiné » le fait que le moyen et le dispositif mentionnés ci-dessus agissent sur le courant qui circule dans les diodes l'un après l'autre en fonction de l'évolution de l'intensité de ce courant. La diode électroluminescent 3 est suivie en série par un moyen de contrôle résistif 4 qui gère ou contrôle l'intensité du courant électrique qui parcourt la diode électroluminescente 3 de la branche concernée. En série et après le moyen de contrôle résistif 4, l'invention prévoit le dispositif de limitation 5 du courant qui circule dans la diode électroluminescente 3 et dans le moyen de contrôle résistif 4. Ce dernier comprend un seuil de limitation de l'intensité parcourant la diode de sorte à ne pas dépasser une valeur d'intensité limite fixée à 0,35 Ampère par branches. Chacune des branches 1 et 2 est reliée à un dispositif de protection 8 par deux conducteurs électrique référencés 6 et 7. Le dispositif de protection 8 a pour fonction de sécuriser la diode 3, le moyen de contrôle résistif 4 et le dispositif de limitation 5 de chaque branche 1 et 2 contre les incidents électriques pouvant survenir sur le réseau électrique du véhicule. Ces incidents sont par exemple une micro-coupure, une inversion de polarité ou encore une décharge électrostatique. Ce dispositif de protection 8 peut faire partie du système selon l'invention et par exemple être intégré dans le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation qui reçoit ce système. Le circuit électrique évoqué ci-dessus reçoit son énergie électrique à partir d'un conducteur d'alimentation 9 et d'une masse 10 qui font parties du réseau électrique du véhicule. Le conducteur d'alimentation 9 fournit l'électricité au système selon l'invention quand le véhicule est mis sous tension par l'utilisateur et lorsque les feux de croisement ne sont pas allumés. On constate sur la figure 1 que chaque branche 1 ou 2 comprend sont propre dispositif de limitation 5. Ceci permet de réduire les dimensions du dispositif de limitation 5, en particulier le dissipateur thermique de ce dispositif, pour l'intégrer plus facilement dans le système ainsi que dans le dispositif d'éclairage et/ou de signalisation recevant le système selon l'invention. Dans une alternative non représentée, il est prévu un unique dispositif de limitation du courant actif pour les deux branches simultanément. La figure 2 illustre la structure et les composants utilisés pour mettre en oeuvre et réaliser le système selon l'invention. Le réseau électrique du véhicule est représenté par une source d'alimentation 11 ou batterie raccordée d'un coté à la masse 10 et de l'autre au dispositif de protection 8. Ce dernier est constitué d'une diode 12 et de trois condensateurs 13, 14 et 15. La diode 12 est installée sur le conducteur alimentant les branches 1 et 2, elle est donc traversée par la totalité du courant consommé par le système. Le premier condensateur 13 est installé directement en parallèle de la source d'alimentation 8, c'est-à-dire avant la diode 12. Les deux autres condensateurs 14 et 15 sont montés après la diode 12 et en parallèles de la source 11 et des branches ou circuits électriques 1 et 2. Autrement dit, chaque condensateur 13, 14 et 15 est connecté d'un côté au conducteur électrique 6 et de l'autre à la masse 10. Dans cette exemple, le système comprend deux branches 1 et 2 mais l'invention couvre également tout autre organisation ou structure utilisant une diode électroluminescente, un moyen de contrôle résistif et un dispositif de limitation du courant parcourant la ou les diodes électroluminescentes. Les branches 1 et 2 sont installées en parallèles l'une par rapport à l'autre. Les deux branches étant constituées de composants identiques, la description est effectuée en rapport avec la première branche 1 et s'applique mutatis mutandis à la structure de la seconde branche 2. Cette branche 1 est raccordée sur le conducteur électrique 6. Immédiatement après ce point de raccordement, il est illustré une première diode électroluminescente 3a. Immédiatement en série de cette première diode électroluminescente 3a, un premier moyen de contrôle résistif 4a est installé dans le circuit. Ce premier moyen de contrôle résistif est constitué de deux résistances 16 et 17 installées en parallèle l'une par rapport à l'autre, la valeur ohmique de ces deux résistances 16 et 17 étant de 5,6 Ohms. Une deuxième diode électroluminescente 3b est installé immédiatement après le premier moyen de contrôle résistif 4a et en série avec ce dernier. Un deuxième moyen de contrôle résistif 4b est monté en série immédiatement après la deuxième diode électroluminescente 3b et la constitution du deuxième moyen de contrôle résistif 4b est identique à la constitution du premier moyen de contrôle résistif 4a. Une troisième diode électroluminescente 3c est installé immédiatement après le deuxième moyen de contrôle résistif 4b et en série avec ce dernier. Un troisième moyen de contrôle résistif 4c est monté en série immédiatement après la troisième diode électroluminescente 3c et la constitution du troisième moyen de 1 o contrôle résistif 4c est identique à la constitution du premier et du deuxième moyen de contrôle résistif 4a et 4b. On comprend donc que le système comprend autant de diodes électroluminescentes que de moyen de contrôle résistif, ce dernier étant intercalé en série entre chaque diode.

15 Le moyen de contrôle résistif 4a, 4b ou 4c évoqué ci-dessus comprend deux résistances montées en parallèles. Ce montage en parallèle de ces résistances permet d'utiliser des composants électroniques dont la valeur est standardisée ce qui permet d'optimiser le coût global de la fonction. Par ailleurs, l'utilisation de deux résistances en parallèles permet de répartir l'effet joule inhérent à ce type 20 de montage et éviter de concentrer une température importante sur un seul composant. Enfin, cette mise ne parallèle des deux résistances 16 et 17 constituant le moyen de contrôle résistif 4a, 4b ou 4c permet de maintenir la fonction de signalisation diurne dévolue aux diodes électroluminescentes 3a, 3b ou 3c en cas de défaillances de l'une des deux résistances 16 ou 17.

25 Immédiatement après le troisième moyen de contrôle résistif 4c est installé le dispositif de limitation 5 du courant parcourant les diodes électroluminescentes 3a, 3b et 3c. Un exemple de réalisation d'un tel dispositif de limitation 5 est un régulateur de courant linéaire ou une source de courant. Ce dispositif de limitation 5 30 comprend un transistor NPN 18, deux résistances 19 et 20 et deux diodes 21 et 22. Un collecteur du transistor 18 est raccordé en série immédiatement après le troisième moyen de contrôle résistif 4c et sa base est alimentée par un conducteur 23 raccordé sur le conducteur électrique 6. La résistance 19 est installée en série sur ce conducteur 23, en amont de la base du transistor 18. On comprend donc que la partie du circuit constituée par le conducteur 23 et la résistance 19 sont en parallèles des diodes électroluminescentes 3a, 3b et 3c ainsi que des moyens de contrôle résistif 4a, 4b, 4c. L'émetteur du transistor 18 est quant à lui raccordé d'un côté à la résistance 20 avant d'atteindre la masse 10 du circuit et de l'autre à un conducteur 24 sur lequel est monté une résistance 25. Cette dernière détermine le seuil de limitation opéré par le dispositif de limitation 5 du courant. Dans le cas présent, c'est-à-dire pour une branche comprenant trois diodes électroluminescentes 3a, 3b et 3c ainsi que trois moyens de contrôle résistif 4a, 4b et 4c, la valeur ohmique de la résistance 25 est de 3,6 Ohms. Les diodes électroluminescentes 3a, 3b et 3c sont des diodes passantes en cas de dysfonctionnement. Autrement, une diode défaillante laisse passer le courant à son travers. Ces diodes électroluminescentes sont par exemple fabriquées par la société NICHIA sous la référence U-RIGEL. Le fonctionnement du système selon l'invention va maintenant être expliqué sur la base des courbes B et C de la figure 3. La courbe C illustre l'intensité du courant qui parcourt uns branche 1 ou 2 comprenant trois diodes électroluminescentes telles qu'illustrées à la figure 2 alors que la courbe B correspond à la totalité de l'intensité du courant parcourant le conducteur d'électricité 6 en sortie du dispositif de protection. Autrement dit, la courbe B illustre la somme des intensités qui circulent dans chaque branche 1 et 2. Quand la tension d'alimentation du système, et plus particulièrement des diodes électroluminescentes, évolue entre 8 Volts et 13,7 Volts, le dispositif de limitation 5 est inopérant. Il est donc traversé par le courant alimentant les diodes électroluminescentes sans altérer le niveau de l'intensité et le contrôle du courant est assuré par le moyen de contrôle résistif 4. Il est des cas où l'intensité du courant parcourant le circuit qui comprend les diodes électroluminescentes et le moyen de contrôle résistif augmente. Par exemple, la défaillance d'une des diodes luminescentes devenant passante ou encore l'augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une telle augmentation de l'intensité du courant. A titre illustratif, quand la tension dépasse 13,7 Volts, le dispositif de limitation 5 devient actif et limite l'intensité à 0,35 Ampère par branche ce qui permet d'assurer le flux lumineux requis par diode électroluminescente (75 Lumens minimum) sans pour autant consommer une énergie importante. Le seuil de limitation de courant est obtenu par la valeur ohmique de la résistance 25 (Figure 2). Dans le cas où le système selon l'invention comprend un unique dispositif de limitation, la résistance définissant le seuil de limitation est adaptée pour que la limitation opère à 0,7 Ampère. Le système objet de l'invention trouve une application toute particulière pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, le Zo dispositif d'éclairage et/ou de signalisation étant plus spécifiquement un dispositif de signalisation diurne.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Système comprenant au moins une diode électroluminescente (3) pour véhicule automobile et un dispositif de contrôle (26) du courant parcourant ladite diode (3), caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (26) comprend un moyen de contrôle résistif (3) combiné à un dispositif de limitation (5) du courant parcourant ladite diode électroluminescente (3).
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel la diode électroluminescente (3), le moyen de contrôle résistif (4) et le dispositif de limitation (5) sont en série.
3. 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le dispositif de limitation (5) du courant est un régulateur de courant linéaire.
4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes (3) et dans lequel le moyen de contrôle résistif (3) est intercalé entre chaque diode électroluminescente (3).
5. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de limitation (5) du courant limite l'intensité de ce dernier à un maximum de 0,7 Ampère quand une tension d'alimentation des diodes électroluminescentes (3) dépasse 13,7 Volts.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, dans lequel les diodes électroluminescentes (3) sont passantes en cas de dysfonctionnement de ces dernières.
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel deux branches parallèles (1, 2) comprennent chacune trois diodes électroluminescentes (3a, 3b, 3c) et au moins un moyen de contrôle résistif (4a, 4b, 4c), les deux branches (1, 2) étant placées sous la dépendance d'un unique dispositif de limitation (5).
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel deux branches parallèles (1, 2) comprennent chacune trois diodes électroluminescentes (3a, 3b, 3c), au moins un moyen de contrôle résistif (4a, 4b, 4c) et un dispositif de limitation (5), ledit dispositif de limitation (5) limitant l'intensité de ce courant à un maximum de 0,35 Ampère.
9. 9. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation comprenant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.