FR3095494A1 - Dispositif d’éclairage adaptatif pour projecteur de véhicule - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif d’éclairage pour projecteur avant de véhicule automobile, comportant une pluralité de modules d’éclairage (10) comprenant chacun au moins une source lumineuse associée à des moyens optiques pour former à l’avant dudit véhicule une bande lumineuse verticale délimitée par deux bords latéraux verticaux et s’étendant sur une portion angulaire transversale prédéterminée, les bandes lumineuses générées par lesdits modules (10) étant accolées les unes à la suite des autres par leurs bords latéraux verticaux selon une direction transversale de sorte à constituer un faisceau lumineux global de type matriciel ; caractérisé en ce qu’il comporte également une unité de commande (20) apte, dans un au moins un mode de fonctionnement économique dudit dispositif, à ajuster de manière individualisée le flux lumineux délivré par chaque dite bande lumineuse en le pondérant vis-à-vis de sa valeur nominale par un coefficient de calibration respectif. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
L'invention a trait au domaine de l'éclairage des véhicules automobiles. Elle concerne, plus précisément, un dispositif d'éclairage adaptatif pour projecteur avant d’un véhicule automobile.
Sur les véhicules modernes, tendent à se généraliser des projecteurs avant intégrant un dispositif d'éclairage de type adaptatif apte à moduler le faisceau lumineux généré par ledit dispositif en fonction de l'environnement du véhicule (et en particulier des autres véhicules croisés ou suivis) de sorte à améliorer la visibilité et donc la sécurité du conducteur ainsi que celle des autres usagers de la route.
Ce type de dispositif d'éclairage adaptatif, plus connu sous l'acronyme anglo-saxon ADB (pour « Adaptative Driving Beam »), comporte classiquement plusieurs modules d’éclairage comprenant chacun au moins une source lumineuse telle qu’une diode électroluminescente (DEL) associée à des moyens optiques pour former à l’avant du véhicule une bande lumineuse verticale délimitée par deux bords verticaux et désignée classiquement sous le terme anglo-saxon « pixel ».
Les bandes lumineuses verticales produites par les différents modules d’éclairage sont accolées les unes à la suite des autres par leurs bords latéraux verticaux selon une direction transversale de sorte à générer un faisceau lumineux de type matriciel désigné classiquement sous le terme anglo-saxon « matrix beam ».
Une unité de commande reliée aux modules d’éclairage permet d’éteindre de manière individualisée chacune de ces bandes lumineuses de sorte à moduler le faisceau lumineux résultant en fonction des circonstances.
Un tel dispositif d'éclairage adaptatif, divulgué par exemple dans le document EP 2 278 217 A1, est généralement associé à une caméra vidéo capturant en continu l’environnement avant du véhicule et couplée à des moyens de traitement et d’analyse aptes à détecter notamment la présence d’autres véhicules.
L’extinction d’une ou plusieurs bandes lumineuses permet d’obtenir, dans le faisceau lumineux produit par le dispositif, une ou plusieurs plages verticales sombres correspondant aux endroits où se trouvent les véhicules identifiés venant en sens inverse ou se déplaçant devant le véhicule considéré, de manière à éviter l'éblouissement des autres conducteurs tout en éclairant la route de part et d'autre des véhicules qui sont croisés ou qui se trouvent devant.
Malheureusement, ce type de dispositif d'éclairage adaptatif à bandes lumineuses verticales accolées présente une consommation énergétique nettement supérieure à cette d’un dispositif d’éclairage traditionnel comprenant un seul module d’éclairage comprenant une source lumineuse unique, cette surconsommation étant due non seulement au nombre supérieur de modules d’éclairage mais également à leur distribution lumineuse non optimisée.
L’implantation de tels dispositifs d’éclairage adaptatifs sur les projecteurs d’un véhicule a ainsi un impact négatif sur le bilan carbone global du véhicule.
En outre, ces dispositifs d’éclairage tendent à réduire sensiblement l’autonomie des véhicules de type électrique ou hybride.
La présente invention vise à limiter la consommation énergétique de ces dispositifs d’éclairage adaptatifs.
Elle propose à cet effet un dispositif d’éclairage pour projecteur avant de véhicule automobile, comportant une pluralité de modules d’éclairage comprenant chacun au moins une source lumineuse associée à des moyens optiques pour former à l’avant dudit véhicule une bande lumineuse verticale délimitée par deux bords latéraux verticaux et s’étendant sur une portion angulaire transversale prédéterminée, les bandes lumineuses générées par lesdits modules étant accolées les unes à la suite des autres par leurs bords latéraux verticaux selon une direction transversale de sorte à constituer un faisceau lumineux global de type matriciel ; caractérisé en ce qu’il comporte également une unité de commande apte, dans un au moins un mode de fonctionnement économique dudit dispositif, à ajuster de manière individualisée le flux lumineux délivré par chaque dite bande lumineuse en le pondérant vis-à-vis de sa valeur nominale par un coefficient de calibration respectif.
Cette pondération des flux lumineux délivrés par chacune des bandes lumineuses permet ainsi de réduire la consommation énergétique du dispositif d’éclairage par rapport à son fonctionnement nominal, de sorte à améliorer le bilan carbone global du véhicule et à rallonger sensiblement l’autonomie des véhicules de type électrique ou hybride dont les projecteurs sont équipés de tels dispositifs d’éclairage.
Selon des caractéristiques préférées dudit dispositif d’éclairage selon l’invention :
- lesdits coefficients de calibration sont définis de sorte que l’éclairement dudit faisceau global constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses suive une distribution gaussienne ;
- lesdits coefficients de calibration sont définis de sorte que l’éclairement dudit faisceau global constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses suive une distribution lorentzienne ;
- ladite distribution est centrée sur l’axe optique dudit projecteur ;
- lesdits coefficients de calibration sont déterminés à partir de formules de calcul et/ou de tableaux de correspondance stockés dans une mémoire non volatile de ladite unité de commande ;
- ladite unité de commande est configurée, dans ledit mode de fonctionnement économique, pour pondérer le flux lumineux délivré par chaque dite bande lumineuse en ajustant l’intensité d’alimentation de la ou des sources lumineuses du module d’éclairage correspondant ;
- ladite unité de commande est également apte à éteindre de manière individualisée et temporaire chacune des dites bandes lumineuses ; et/ou
- les sources lumineuses desdits modules d’éclairage sont constituées par des diodes électroluminescentes.
L’invention vise également sous un deuxième aspect, un projecteur avant de véhicule automobile comportant un tel dispositif d’éclairage.
L’invention vise enfin sous un troisième aspect, un véhicule automobile comportant une paire de tels projecteurs avant.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
Le dispositif d’éclairage adaptatif 1 représenté sur la figure 1 est destiné à être implanté dans un projecteur avant de véhicule automobile pour assurer la fonction photométrique feu de route.
Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « avant », « inférieur », « supérieur », « longitudinal » « latéral » et « transversal » seront définis par rapport à la position de montage d’un tel projecteur avant dans un véhicule.
Les termes « externe » et « interne » seront quant à eux utilisés pour définir la position relative d'un élément par référence à l’axe optique d’un tel projecteur. L’élément le plus proche de cet axe sera ainsi qualifié d’interne par opposition à l’autre élément plus éloigné de ce même axe qui sera quant à lui qualifié d’externe.
Le dispositif d’éclairage adaptatif 1 comporte douze modules d’éclairage 10 couplés chacun à une unité de commande 20.
Tel qu’illustré sur la figure 2, chaque module d’éclairage 10 comporte au moins une source lumineuse 11 associée à des moyens optiques 12, 13 pour former, à l’avant du véhicule, une bande lumineuse ou pixel.
La ou les sources lumineuses 11 de chaque module 10 sont constituées avantageusement par une ou plusieurs diodes électroluminescentes (DEL).
En variante, cette ou ces sources lumineuses peuvent être de types différents et constituées par exemple de diodes laser.
Les moyens optiques de chaque module 10 comportent en l’espèce un réflecteur concave 12 incliné de bas en haut vers l’avant et apte à refléter les rayons issus de la ou des sources lumineuses 11 vers une lentille 13 disposée en avant de ce réflecteur 12.
Le réflecteur 12 et la lentille 13 sont agencés, comme expliqué plus en détail ci-après, pour produire une bande lumineuse verticale de forme rectangulaire, délimitée latéralement par deux bords verticaux nets, et dont la hauteur ainsi que la largeur sont prédéterminées.
De manière avantageuse, l'éclairement délivré par cette bande lumineuse est homogène suivant une direction transversale entre ses bords latéraux verticaux.
Selon des variantes de réalisation non représentées, les moyens optiques peuvent être différents. Ces derniers peuvent par exemple comporter plusieurs lentilles et/ou un cache. Le réflecteur peut également présenter un profil différent, par exemple de type plan ou convexe.
La figure 3 illustre schématiquement l’éclairement d’un écran vertical par un projecteur avant droit de véhicule (VHL) intégrant un dispositif d’éclairage adaptatif 1 selon l’invention.
Les bandes lumineuses verticales produites par les modules 10 sont accolées les unes à la suite des autres par leurs bords latéraux verticaux selon une direction transversale de sorte à constituer un faisceau lumineux F de type matriciel apte à assurer la fonction photométrique feu de route.
En variante, le dispositif d’éclairage selon l’invention peut être prévu pour assurer une autre fonction photométrique d’éclairage telle que la fonction feu de croisement.
Tel qu’illustré sur cette figure 3, ces bandes lumineuses sont réparties de part et d’autre du plan vertical passant par l’axe optique du projecteur (ce plan, parallèle au plan longitudinal médian du véhicule, étant associé sur la figure 3 à la graduation angulaire 0°).
Toutes ces bandes lumineuses présentent ici une hauteur identique de sorte que leurs bords inférieurs et supérieurs sont respectivement alignés horizontalement.
On remarquera que les bords inférieurs alignés de ces bandes lumineuses sont situées légèrement en dessous de quelques degrés (en pratique de 1 à 3°) de la ligne de coupure 14 du projecteur.
Centré sur l’axe optique du projecteur, la première bande S0s’étend sur une plage angulaire de 1,5°.
Sur le côté interne de cette première bande centrale S0(à gauche de cette bande sur la figure 3), on trouve trois bandes lumineuses S-1, S-2et S-3semblables, s’étendant chacune sur une plage angulaire de 1,5°.
Sur le côté externe de la bande centrale S0(à droite de cette bande sur la figure 3), on trouve successivement :
- cinq bandes lumineuses S1, S2, S3, S4, S5semblables, s’étendant chacune sur une plage angulaire de 1,5° ; puis
- deux bandes lumineuses S6et S7semblables, s’étendant chacune sur une plage angulaire de 2° ; et enfin
- une bande lumineuse S8s’étendant sur une plage angulaire de 8° (cette dernière étant générée par un module d’éclairage comportant avantageusement un nombre supérieur de sources lumineuses que les modules d’éclairage générant les autres bandes lumineuses).
- cinq bandes lumineuses S1, S2, S3, S4, S5semblables, s’étendant chacune sur une plage angulaire de 1,5° ; puis
- deux bandes lumineuses S6et S7semblables, s’étendant chacune sur une plage angulaire de 2° ; et enfin
- une bande lumineuse S8s’étendant sur une plage angulaire de 8° (cette dernière étant générée par un module d’éclairage comportant avantageusement un nombre supérieur de sources lumineuses que les modules d’éclairage générant les autres bandes lumineuses).
Par exemple, le module d’éclairage générant cette bande S8comporte trois diodes électroluminescentes tandis que les autres modules n’en comportent chacun qu’une seule.
Selon des variantes de réalisation non représentées, le nombre de modules d’éclairage du dispositif, le nombre de sources lumineuses que comporte chaque module d’éclairage, les dimensions angulaires et/ou l’agencement par rapport à l’axe optique du projecteur des segments lumineux générés par ces modules sont différents.
L’unité de commande 20 est configurée pour piloter l’ensemble des modules 10 du dispositif d’éclairage 1 selon l’invention suivant au moins deux modes de fonctionnements prédéterminés que l’on va décrire ci après. Elle comporte au moins un calculateur 21 associé à des moyens de stockage 22 comprenant de la mémoire non volatile de type EEPROM ou FLASH et de la mémoire vive.
Dans un premier mode de fonctionnement dit nominal du dispositif d’éclairage 1, le flux lumineux délivré par chaque bande lumineuse est égal à sa valeur nominale (i.e. maximale).
Dans un deuxième mode de fonctionnement dit économique, l’unité de commande 20 ajuste de manière individualisée le flux lumineux délivré par chaque bande lumineuse en le pondérant vis-à-vis de sa valeur nominale par un coefficient de calibration respectif.
Les coefficients de calibration sont déterminés à partir de formules de calcul et/ou de tableaux de correspondance stockés dans une mémoire non volatile de l’unité de commande 20.
De manière avantageuse, ces coefficients de calibration sont définis de sorte que l’éclairement du faisceau global F constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses générées par les modules d’éclairage 10 suive une distribution gaussienne ou lorentzienne centrée préférentiellement sur l’axe optique du projecteur et proche de celle délivrée par un dispositif d’éclairage traditionnel comprenant un seul module d’éclairage comprenant une source lumineuse unique (et dans lequel on a un éclairement maximum au niveau de cet axe optique).
En pratique, le flux lumineux délivré par chaque bande lumineuse sera défini par l’intégrale de la fonction d’éclairement gaussienne ou lorentzienne choisie sur la portion angulaire correspondante.
La pondération souhaitée du flux lumineux délivré par chaque bande lumineuse est avantageusement mise en œuvre par un ajustement correspondant de l’intensité d’alimentation de la ou des sources lumineuses du module d’éclairage correspondant, déterminé à partir à de leurs abaques de fonctionnement stockées dans une mémoire non volatile de l’unité de commande 20.
Ce deuxième mode de fonctionnement permet ainsi de diminuer très sensiblement (d’environ 20 à 40%) la consommation énergétique du dispositif lumineux 1 tout en assurant un éclairement satisfaisant de la route pour le conducteur dans la grande majorité des situations de conduite.
En variante, on peut prévoir d’autres modes de fonctionnement du dispositif d’éclairage selon l’invention, mis en œuvre dans des contextes de conduite spécifiques (par exemple, en cas de pluie ou de brouillard), et dans lesquels les flux délivrés par les bandes lumineuses sont pondérés vis-à-vis de leurs valeurs nominales par des coefficient de calibration prédéfinis de sorte que l’éclairement du faisceau lumineux global constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses générées par les modules d’éclairage suive une distribution lumineuse différente de celle du mode économique.
La sélection du mode de fonctionnement actif s’effectue de préférence de manière automatique en fonction du contexte de conduite (type et profil de la route empruntée, la vitesse instantanée du véhicule, météo, etc…) évalué à partir de données transmises par différents capteurs implantés sur le véhicule.
En variante, cette sélection du mode de fonctionnement actif du dispositif d’éclairage selon l’invention peut être réalisée manuellement par le conducteur via une interface de commande (par exemple via l’écran tactile de l’ordinateur de bord du véhicule).
Par ailleurs et ce quel que soit le mode de fonctionnement activé, l’unité de commande 20 est apte à éteindre de manière individualisée et temporaire chacune des bandes lumineuses éclairant une plage angulaire dans laquelle se trouve au moins un véhicule circulant dans le même sens au devant du véhicule considéré ou en sens inverse, de sorte à éviter l'éblouissement du ou des autres conducteurs tout en éclairant la route de part et d'autre de leurs véhicules. Cette extinction des bandes est réalisée en coupant l’alimentation des sources lumineuses des modules d’éclairage correspondants.
Claims (10)
- Dispositif d’éclairage pour projecteur avant de véhicule automobile, comportant une pluralité de modules d’éclairage (10) comprenant chacun au moins une source lumineuse (11) associée à des moyens optiques (12, 13) pour former à l’avant dudit véhicule une bande lumineuse verticale délimitée par deux bords latéraux verticaux et s’étendant sur une portion angulaire transversale prédéterminée, les bandes lumineuses générées par lesdits modules (10) étant accolées les unes à la suite des autres par leurs bords latéraux verticaux selon une direction transversale de sorte à constituer un faisceau lumineux global (F) de type matriciel ; caractérisé en ce qu’il comporte également une unité de commande (20) apte, dans un au moins un mode de fonctionnement économique dudit dispositif, à ajuster de manière individualisée le flux lumineux délivré par chaque dite bande lumineuse en le pondérant vis-à-vis de sa valeur nominale par un coefficient de calibration respectif.
- Dispositif d’éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits coefficients de calibration sont définis de sorte que l’éclairement dudit faisceau global (F) constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses suive une distribution gaussienne.
- Dispositif d’éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits coefficients de calibration sont définis de sorte que l’éclairement dudit faisceau global (F) constitué par l’agrégation des différentes bandes lumineuses suive une distribution lorentzienne.
- Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite distribution est centrée sur l’axe optique dudit projecteur.
- Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits coefficients de calibration sont déterminés à partir de formules de calcul et/ou de tableaux de correspondance stockés dans une mémoire non volatile de ladite unité de commande (20).
- Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite unité de commande est configurée, dans ledit mode de fonctionnement économique, pour pondérer le flux lumineux délivré par chaque dite bande lumineuse en ajustant l’intensité d’alimentation de la ou des sources lumineuses (11) du module d’éclairage (10) correspondant.
- Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite unité de commande (20) est également apte à éteindre de manière individualisée et temporaire chacune des dites bandes lumineuses.
- Dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les sources lumineuses (11) desdits modules d’éclairage (10) sont constituées par des diodes électroluminescentes.
- Projecteur avant de véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 8.
- Véhicule automobile (VHL) caractérisé en ce qu’il comporte une paire de projecteurs avant selon la revendication 9.
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