FR3048141A1 - Dispositif electronique de volant - Google Patents

Abstract

Dispositif électronique de volant comprenant : - au moins un premier et un deuxième circuits imprimés séparés l'un de l'autre par un intervalle, - au moins un émetteur de lumière, - au moins un récepteur de lumière, - au moins un cache avec au moins une paroi agencée pour séparer ledit au moins un émetteur de lumière dudit au moins un récepteur de lumière, caractérisé en ce que une tangente d'une projection, dans un plan normal à un axe de rotation du volant, de chacune desdites extrémités est orientée entre 10° et 80° par rapport à une tangente d'une projection, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant, d'une fibre neutre de ladite au moins une paroi.

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE VOLANT

La présente invention concerne de manière générale un dispositif électronique de volant de véhicule, et en particulier un dispositif électronique avec des émetteurs et récepteurs de lumière montés sur des circuits imprimés intégrés dans le volant. De tels émetteurs et récepteurs de lumière peuvent servir à assurer une fonction de détection de présence d'une main du conducteur par exemple, si de la lumière est réfléchie vers le récepteur de lumière. Par contre, il est important d'éviter que de la lumière passe directement de l'émetteur vers le récepteur, ce qui pourrait conduire à considérer, à tort, que la main du conducteur a elle-même réfléchit la lumière. C'est pourquoi une paroi est généralement agencée entre le récepteur et l'émetteur de lumière.

Le document US2011/0096541 divulgue la liaison entre un diffuseur de lumière qui comprend une paroi de séparation et un circuit imprimé (un PCB, pour "printed circuit board") avec du scotch double face. Cependant, aucune proposition n'est faite pour garantir un montage compact, en particulier si plusieurs circuits imprimés sont montés dans le volant, avec des émetteurs et récepteurs de lumière adjacents.

Le document US20150323670 présente quant à lui un dispositif électronique de détection de présence, mais ne donne aucune solution pour créer un système compact adapté à être intégré dans un volant de véhicule.

Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer une solution compacte et économique à fabriquer pour un dispositif électronique de volant comprenant des émetteurs et récepteurs de lumière montés sur plusieurs circuits imprimés.

Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif électronique de volant comprenant : - au moins un premier et un deuxième circuits imprimés séparés l'un de l'autre par un intervalle, - au moins un émetteur de lumière agencé du côté d'une extrémité du premier circuit imprimé en regard de l'intervalle, - au moins un récepteur de lumière agencé du côté d'une extrémité du deuxième circuit imprimé en regard de l'intervalle, - au moins un cache avec au moins une paroi agencée pour séparer ledit au moins un émetteur de lumière dudit au moins un récepteur de lumière, caractérisé en ce que ladite au moins une paroi traverse l'intervalle au niveau d'une portion d'extrémité de chacune desdites extrémités de chaque circuit imprimé, et en ce que une tangente d'une projection, dans un plan normal à un axe de rotation du volant, de chacune desdites portions d'extrémité est orientée entre 10° et 80° par rapport à une tangente d'une projection, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant, d'une fibre neutre de ladite au moins une paroi, au niveau de chaque portion d'extrémité, en particulier au niveau de l'intersection de la projection de chacune desdites portions d'extrémité avec la projection de la fibre neutre de ladite au moins une paroi. On entend par fibre neutre de la paroi une surface médiane qui est située à une position médiane des surfaces externes de la paroi. Si par exemple la paroi est rectiligne et d'épaisseur constante, alors la fibre neutre est un plan qui passe au milieu, il peut s'agir du pan de symétrie par exemple. En d'autres termes, il s'agit de l'âme de la paroi. L'invention propose donc d'avoir des extrémités des circuits imprimés orientées par rapport à la paroi (c'est à dire non parallèles à cette dernière), ce qui offre la possibilité de rapprocher entre eux l'émetteur et le récepteur de lumière, tout en les gardant à une distance raisonnable des extrémités des circuits imprimés c’est-à-dire en respectant les préconisations générales de positionnement des composants par rapport aux bords de circuit imprimé. Cela permet d’obtenir un dispositif compact garantissant l’absence de perturbation du récepteur par l’émetteur par une paroi relativement peu épaisse et apte à faire une liaison mécanique efficace entre les deux circuits imprimés. Les circuits imprimés sont donc "imbriqués" l'un dans l'autre, ou ont à tout le moins des extrémités de forme complémentaires inclinées ou orientées par rapport à la paroi pour offrir un montage compact et toutefois aisé à fabriquer (la découpe des circuits imprimés n'est pas rendue plus compliquée par cette orientation, en particulier si les extrémités ont la forme de lignes brisées). En plus de la compacité du dispositif, la faible distance entre le récepteur et le récepteur est gage d’une meilleure précision de détection. Enfin, le fait de mettre en œuvre un angle entre la paroi et l’intervalle permet d’être moins sensible aux tolérances de fabrications et d’assemblage des circuits imprimés et du cache en garantissant des surfaces de contacts plus grandes entre la paroi et les circuits imprimés.

Avantageusement, ledit dispositif comprend un matériau de collage ou de fixation entre ladite au moins une paroi et au moins l'un dudit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés. On peut prévoir une colle, un ruban adhésif double face pour assurer que le cache, via sa paroi soit en contact avec les circuits imprimés, pour éviter toute fuite de lumière.

Avantageusement, la tangente de la projection, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant, de chacune desdites portions d'extrémité est orientée entre 30° et 60° par rapport à la tangente de la projection, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant, de la fibre neutre de ladite au moins une paroi, au niveau de chaque portion d'extrémité.

Avantageusement, au moins une des portions d'extrémités comprend un segment au niveau duquel la paroi traverse l'intervalle, la paroi étant formée par ou comprenant deux faces planes, alors une projection, dans un plan normal à un axe de rotation du volant, de dudit segment est orientée entre 10° et 80°, préférentiellement entre 30° et 60°, par rapport à une projection, dans le plan normal à un axe de rotation du volant, d'au moins une des faces de ladite au moins une paroi, en particulier au niveau de leur intersection.

Avantageusement, la paroi est formée par ou comprenant deux faces planes, parallèles entre elles et perpendiculaires à au moins un des circuits imprimés, dont une extrémité comprend un segment au niveau duquel la paroi traverse l'intervalle, alors une projection, dans un plan normal à un axe de rotation du volant, de dudit segment est orientée entre 10° et 80°, préférentiellement entre 30° et 60°, par rapport à une projection, dans le plan normal à un axe de rotation du volant, de chacune des faces de ladite au moins une paroi, en particulier au niveau de leur intersection. Il s’entend que les tolérances de perpendicularité des faces par rapport à au moins un des circuits imprimés incluent de potentielles dépouilles liées au procédé de fabrication choisi pour la réalisation des faces ; par exemple un procédé d’injection.

Avantageusement, ledit dispositif comprend au moins une deuxième paroi séparant au moins un deuxième émetteur de lumière d’au moins un deuxième récepteur agencés sur le même premier ou deuxième circuit imprimé, ladite au moins une deuxième paroi étant identique à ladite au moins une paroi qui traverse l’intervalle. Cela permet de conserver le même espace entre les émetteurs et les récepteurs qu’ils soient sur un même circuit imprimé ou sur des circuits imprimés différents. Ainsi la résolution du dispositif est la même sur toute sa plaque d’acquisition.

Avantageusement, ladite au moins une paroi est en contact avec le premier et le deuxième circuits imprimés. La lumière ne peut pas passer de l'émetteur vers le récepteur de lumière.

Avantageusement, le long de la fibre neutre, ladite au moins une paroi présente au moins une première extrémité en contact avec ledit au moins un premier circuit imprimé et au moins une deuxième extrémité en contact avec ledit au moins un deuxième circuit imprimé. Autrement dit, ladite au moins une paroi présente au moins une première extrémité en contact exclusivement avec ledit au moins un premier circuit imprimé et au moins une deuxième extrémité en contact exclusivement avec ledit au moins un deuxième circuit imprimé. Cela permet de garantir que les deux extrémités des deux circuits imprimés seront maintenu coplanaires dans des tolérances garantissant une absence de passage de lumière susceptible d’être détecté par un récepteur de lumière.

Avantageusement, ledit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés sont coplanaires, et/ou chacun en contact avec le cache pour éviter des trajets directs de lumière entre ledit au moins un émetteur de lumière et ledit au moins un récepteur de lumière, et/ou d'autres émetteurs/récepteurs de lumières compris dans le dispositif électronique.

Avantageusement, ladite portion de chaque extrémité est orientée entre 30° et 60° par rapport à ladite au moins une paroi.

Avantageusement, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant, la projection de chaque extrémité en regard dudit intervalle dudit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés, est formée par une ligne brisée. Une ligne brisée est formée par une succession de segments, et au moins l'un des segments est chevauché par la paroi qui passe de l'un à l'autre des circuits imprimés.

Avantageusement, ledit au moins un cache comprend des moyens d'indexage sur au moins l'un dudit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés. Le positionnement relatif des émetteurs et récepteurs avec le cache est amélioré par cet indexage.

Avantageusement, les moyens d'indexage comprennent au moins un doigt agencé sur ladite au moins une paroi. Un doigt d'indexage directement agencé sur la paroi évite de descendre un autre plot de matière vers les circuits imprimés (en plus de la paroi).

Avantageusement, ledit au moins un cache est agencé pour réfléchir de la lumière émise par ledit au moins un émetteur de lumière vers l'axe de rotation du volant.

Un second aspect de l'invention est un volant de véhicule comprenant au moins un dispositif selon le premier aspect de l'invention.

Un troisième aspect de l'invention est un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif selon le premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue générale d'un volant équipé d'un dispositif électronique selon la présente invention, avec des émetteurs et récepteurs de lumière ; - la figure 2 représente un vue partielle des émetteurs et récepteurs de lumière du volant de la figure 1, en coupe selon un plan perpendiculaire à un axe de rotation du volant ; - la figure 3 représente la vue partielle de la figure 2, mais avec un cache de lumière ajouté : - la figure 4 représente un détail de la figure 3.

La figure 1 représente un volant de véhicule 10, équipé d'un dispositif électronique selon la présente invention, avec des émetteurs de lumière 21 et des récepteurs de lumière 22 agencés dans la jante, pour détecter par exemple la présence d'un objet 100. Les émetteurs de lumière 21 et récepteurs de lumière 22 peuvent être agencés sur tout le pourtour de la jante du volant 10, ou bien le long de certaines zones de la jante (entre les branches par exemple), bien qu'uniquement ceux de la zone A ont été représentés, pour des raisons de clarté.

Les émetteurs de lumière 21 et récepteurs de lumière 22 peuvent fonctionner avec de la lumière visible, mais plus préférentiellement, ils peuvent fonctionner avec de la lumière infra rouge, pour ne pas gêner les occupants du véhicule. On peut prévoir des diodes électroluminescentes pour émettre de la lumière par exemple.

Le dispositif électronique selon le présent exemple a pour fonction d'assurer une détection de présence ou non d'un objet 100 situé entre la jante du volant 10 et son moyeu. La lumière émise par les émetteurs de lumière 21 est réfléchie par l'objet 100 (un doigt ou une main du conducteur par exemple), et reçue par un récepteur de lumière 22, et le dispositif peut alors envoyer un signal indiquant qu'un récepteur de lumière 22 à détecté la présence d'un objet.

La figure 2 représente un vue partielle de la zone A avec des émetteurs de lumière 21 et récepteurs de lumière 22 du volant 10 de la figure 1, en coupe selon un plan perpendiculaire à un axe de rotation du volant. Les émetteurs de lumière 21 et récepteurs de lumière 22 sont positionnés sur un premier circuit imprimé 11 et sur un deuxième circuit imprimé 12. Il n'y a que deux circuits imprimés 11 et 12 dans cet exemple, mais on peut très bien imaginer d'avoir par exemple quatre circuits imprimés pour couvrir toute la circonférence du volant 10 par exemple. La mise en oeuvre de plusieurs circuits imprimés permet d’optimiser les coûts de fabrication. Cela est particulièrement utile du fait de la courbure générale de la jante du volant.

De plus, les émetteurs de lumière 21 sont positionnés sur un rayon R1 et les récepteurs de lumière 22 sont positionnés sur un rayon R2, mais cela peut être différent dans d'autres modes de réalisation.

On voit sur la figure 2 que les circuits imprimés 11 et 12 sont séparés par un intervalle 13, et qu'un émetteur de lumière 21 sur le premier circuit imprimé 11 est agencé du côté de l'intervalle 13, ainsi qu'un récepteur de lumière 22 est agencé du côté de l'intervalle 13 sur le deuxième circuit imprimé 12. On peut enfin remarquer que chaque extrémité du premier et du deuxième circuit imprimés 11 et 12 présentent chacune la forme d'une ligne brisée formée par une succession de segments, avec notamment un segment milieu 11a pour l'extrémité du premier circuit imprimé 11, et un segment milieu 12a pour l'extrémité du deuxième circuit imprimé 12.

Comme mentionné ci-dessus, les récepteurs de lumière 22 sont agencés pour produire un signal de détection d'objet lorsqu'ils reçoivent une lumière (initialement émise par les émetteurs de lumière 21) réfléchie par un objet 100. Il est donc capital que les récepteurs de lumière 22 ne puissent pas recevoir la lumière émise par les émetteurs de lumière 21 directement de ces derniers. En conséquence, il est prévu de d’intercaler entre les émetteurs de lumière 21 et les récepteurs de lumière 22 un cache 30 qui comprend des parois 31, comme on peut le voir sur la figure 3. Un tel cache 30 peut être en matière plastique opaque, et sa surface en regard des émetteurs de lumière 21 et des récepteurs de lumière 22 peut être revêtue d'une couche de matière réfléchissante (métallisation par exemple).

Il est prévu également des trous d'indexage 11b et 12b sur le premier circuit imprimé 11 et sur le deuxième circuit imprimé 12 pour recevoir des doigts d'indexage 32 (visibles en pointillés sur la figure 3) du cache 30. Cela permet un bon positionnement du cache 30 sur les circuits imprimés 11 et 12. En outre, un matériau de liaison tel qu’un adhésif double face, un gel ou une colle par exemple, non représentés, peut être intercalé entre les circuits imprimés 11 et 12 et le cache 30 de sorte à améliorer la liaison entre les composants et améliorer encore si nécessaire l’isolation entre l’émetteur et le récepteur.

Le cache 30 comprend donc une pluralité de parois 31, entre chaque émetteur de lumière 21 et chaque récepteur de lumière 22. Chaque paroi 31 est également en contact avec le premier circuit imprimé 11 et/ou le deuxième circuit imprimé 12, pour éviter les fuites de lumière à l’interface entre le cache 30 et le ou les circuits imprimés.

En ce qui concerne l'intervalle 13 entre le premier circuit imprimé 11 et le deuxième circuit imprimé 12, celui-ci est traversé par une des parois 31, notamment au niveau des segments milieu 11a et 12a. Ceux-ci sont orientés par rapport à la paroi 31 d'un angle d'environ 45°, c’est-à-dire dans une plage angulaire allant de 30° à 60°, dans la figure 3 qui est une projection dans un plan normal à l'axe de rotation du volant de la paroi 31 et des extrémités du premier circuit imprimé 11 et du deuxième circuit imprimé 12.

Cette mise en œuvre particulière des extrémités avec au moins une portion orientée par rapport à la paroi 31 permet de rapprocher (angulairement par rapport à l'axe de rotation du volant 10) l'émetteur de lumière 21 du récepteur de lumière 22, tout en conservant une distance raisonnable entre l'émetteur de lumière 21, le récepteur de lumière 22 et l'extrémité de leur circuit imprimé respectif. En d'autres termes, les extrémités du premier et deuxième circuit imprimé sont imbriquées et orientées par rapport à la paroi 31, pour permettre à cette dernière de traverser ou chevaucher l'intervalle 13 sans augmenter la distance entre l'émetteur de lumière 21 et le récepteur de lumière 22 chacun en regard de l'intervalle 13 entre les circuits imprimés.

De plus, la paroi 31 qui chevauche l'intervalle 13 entre les circuits imprimés comprend une extrémité (celle la plus loin de l'axe de rotation du volant 10) seulement en contact avec le deuxième circuit imprimé 12, et une autre extrémité (celle la plus proche de l'axe de rotation du volant 10) seulement en contact avec le premier circuit imprimé 11. Cela permet d'éviter les fuites de lumière entre la paroi 31 et les circuits imprimés 11 et/ou 12 car cela permet de garantir que les deux extrémités de circuits imprimés sont suffisamment coplanaires pour éviter toute fuite de lumière sous la paroi.

La figure 4 représente un détail de la figure 3, avec toutes les arêtes visibles, avec une fibre neutre 31a de la paroi 31, qui est orientée d'un angle a avec le segment 11a et/ou le segment 12a. Comme la paroi 31 est ici d'épaisseur constante, la fibre neutre est le plan de symétrie de la paroi 31.

Cela serait également le cas si les surfaces externes de la paroi 31 présentaient des dépouilles de fabrication (inférieures à 5° environ si le cache 31 est fabriqué en moulage par injection par exemple). Il apparaît clairement que l’extrémité inférieure, sur la figure 4, de la paroi 31 est uniquement en contact avec le premier circuit imprimé 11 alors que l’extrémité supérieure, toujours sur la figure 4, est uniquement en contact avec le deuxième circuit imprimé 12. Cela permet malgré une épaisseur de paroi faible de garantir suffisamment de surfaces de contact entre la paroi 31 et les circuits imprimés 11 et 12 et ainsi garantir une bonne planéité entre les deux extrémités de circuits imprimés 11 et 12 garantissant une efficacité à éviter toute perturbation directe du récepteur par l’émetteur. Avec un angle a nul ou proche de zéro, la paroi 31 serait en contact sur toute sa longueur avec les deux circuits imprimés mais sur une très faible largeur insuffisante pour garantir un contact suffisant ; largeur insuffisante qui peut devenir nulle du fait des tolérances de fabrications et d’assemblage. Le fait d’avoir un angle a tel que revendiquer permet aussi d’être moins sensible aux tolérances de fabrications et d’assemblage.

On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif électronique de volant (10) comprenant : - au moins un premier et un deuxième circuits imprimés (11, 12) (11, 12) séparés l'un de l'autre par un intervalle (13), - au moins un émetteur de lumière (21) agencé du côté d'une extrémité du premier circuit imprimé (11) en regard de l'intervalle (13), - au moins un récepteur de lumière (22) agencé du côté d'une extrémité du deuxième circuit imprimé (12) en regard de l'intervalle (13), - au moins un cache (30) avec au moins une paroi (31) agencée pour séparer ledit au moins un émetteur de lumière (21) dudit au moins un récepteur de lumière (22), caractérisé en ce que ladite au moins une paroi (31) traverse l'intervalle (13) au niveau d'une portion d'extrémité de chacune desdites extrémités de chaque circuit imprimé, et en ce que une tangente d'une projection, dans un plan normal à un axe de rotation du volant (10), de chacune desdites portions d'extrémité est orientée entre 10° et 80° par rapport à une tangente d'une projection, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant (10), d'une fibre neutre (31a) de ladite au moins une paroi (31), au niveau de chaque portion d'extrémité.
2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une paroi (31) est en contact avec le premier et le deuxième circuits imprimés (11, 12).
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, le long de la fibre neutre, ladite au moins une paroi (31 ) présente au moins une première extrémité en contact avec ledit au moins un premier circuit imprimé (11 ) et au moins une deuxième extrémité en contact avec ledit au moins un deuxième circuit imprimé (12).
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite portion de chaque extrémité est orientée entre 30° et 60° par rapport à ladite au moins une paroi (31).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, dans le plan normal à l'axe de rotation du volant (10), la projection de chaque extrémité en regard dudit intervalle (13) dudit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés (11, 12), est formée par une ligne brisée.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un cache (30) comprend des moyens d'indexage sur au moins l'un dudit au moins un premier et un deuxième circuits imprimés (11, 12).
7. 7. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d'indexage comprennent au moins un doigt (32) agencé sur ladite au moins une paroi (31).
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un cache (30) est agencé pour réfléchir de la lumière émise par ledit au moins un émetteur de lumière (21) vers l'axe de rotation du volant (10).
9. 9. Volant (10) de véhicule comprenant au moins un dispositif selon l'une des revendications précédentes.
10. 10. Véhicule automobile comprenant au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8.