FR3096757A1 - Procédé de fonctionnement d'un dispositif d'éclairage automobile et dispositif d'éclairage automobile - Google Patents
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Abstract
Cette invention fournit une méthode pour faire fonctionner un dispositif d'éclairage automobile (1) comprenant au moins une source lumineuse à semi-conducteurs (2). Ce procédé comprend les étapes consistant à fournir une pluralité de capteurs (4), configurés pour fournir certaines données de dispositif, fournir une unité de commande (3) configurée pour recevoir et traiter les données de dispositif, générer une condition estimée du dispositif d'éclairage sur la base des données de dispositif et commander un paramètre de fonctionnement du dispositif d'éclairage automobile (1) en utilisant la condition estimée. L'invention fournit également un élément de traitement de données et un programme informatique pour la mise en oeuvre de ce procédé et un dispositif d'éclairage automobile comprenant une unité de commande (3) qui exécute ce procédé.Figure pour l'abrégé : figure 1
Description
Cette invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement à la gestion de la température de ces dispositifs.
Les dispositifs d'éclairage numérique sont de plus en plus adoptés par les constructeurs automobiles pour les produits de moyen et haut de gamme.
Ces dispositifs d'éclairage numériques sont généralement constitués de sources lumineuses à semi-conducteurs, dont le fonctionnement dépend fortement de la température.
Le contrôle de la température dans ces éléments est un aspect très sensible et s'effectue généralement en détectant la température dans la source lumineuse et en la dégradant, c'est-à-dire en diminuant la valeur du courant qui alimente la source lumineuse afin que le flux de sortie et la température de fonctionnement diminuent en conséquence. Les performances des sources lumineuses doivent donc être fortement surdimensionnées pour faire face à ces problèmes de surchauffe, de sorte que les valeurs de fonctionnement puissent être diminuées tout en conservant des valeurs acceptables.
Ce problème a été assumé jusqu'à présent, mais une solution est recherchée à cet effet.
L'invention fournit une solution alternative pour gérer la température des sources lumineuses d'un dispositif d'éclairage automobile par un procédé pour faire fonctionner un dispositif d'éclairage automobile. Les modes de réalisation privilégiées de l'invention sont définies dans les revendications dépendantes.
Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans la présente demande doivent être interprétés comme il est d'usage dans l'art. Il sera en outre entendu que les termes d'usage courant doivent également être interprétés comme il est d'usage dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel à moins qu'ils ne soient expressément définis ainsi.
Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens d'exclusion, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure des éléments, étapes, etc. supplémentaires.
Dans un premier aspect inventif, l'invention fournit un procédé pour faire fonctionner un dispositif d'éclairage automobile comprenant au moins une source lumineuse à semi-conducteurs, le procédé comprenant les étapes consistant à :
fournir une pluralité de capteurs, configurés pour fournir certaines données du dispositif ;
fournir une unité de commande configurée pour recevoir et traiter les données du dispositif ;
produire une estimation de l'état du dispositif d'éclairage à partir des données du dispositif ; et
la commande d'un paramètre de fonctionnement du dispositif d'éclairage automobile (1) en utilisant la condition estimée.
Le terme "état solide" désigne la lumière émise par l'électroluminescence à l'état solide, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Comparativement à l'éclairage incandescent, l'éclairage à semi-conducteurs crée de la lumière visible avec une production de chaleur réduite et une dissipation d'énergie moindre. La faible masse typique d'un dispositif d'éclairage électronique à semi-conducteurs offre une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations que les tubes/ampoules en verre fragiles et les fils de filament longs et fins. Ils éliminent également l'évaporation des filaments, ce qui augmente potentiellement la durée de vie du dispositif d'éclairage. Quelques exemples de ces types d'éclairage comprennent les diodes électroluminescentes à semi-conducteurs (LED), les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ou les diodes électroluminescentes en polymère (DELP) comme sources d'éclairage plutôt que les filaments électriques, plasma ou gaz.
Avec cette méthode, le fonctionnement du dispositif d'éclairage n'est pas contrôlé par un capteur de température, mais par un large éventail de données relatives à l'ensemble du fonctionnement du dispositif d'éclairage, puisque la température extérieure du dispositif d'éclairage peut être affectée par beaucoup plus de données que la simple température interne.
Dans certains cas particuliers, le paramètre de fonctionnement comprend au moins une valeur parmi une valeur de courant de la source lumineuse, une valeur de seuil de flux de la fonctionnalité des feux de croisement, le fonctionnement et/ou le niveau de puissance d'un ventilateur, l'ouverture ou la fermeture des portes de ventilation ou le fonctionnement des éléments actifs de refroidissement.
En raison de l'état estimé du dispositif d'éclairage, l'unité de commande peut effectuer une commande orientée thermiquement dans le dispositif d'éclairage, agissant sur une ou plusieurs des caractéristiques susmentionnées, afin d'améliorer le comportement thermique du dispositif d'éclairage.
Dans certains modes de réalisation particuliers, l'unité de commande est configurée pour estimer la température externe du dispositif d'éclairage à l'aide de :
l'entraînement de l'unité de commande pour générer une condition estimée avec un ensemble de données d'entraînement ;
simuler une première fois pour la dégradation si aucune action n'est exécutée ;
associer une action sur un paramètre d'opération aux valeurs de la condition estimée ;
simuler l'action sur le paramètre d'opération ; et
tester l'unité de commande avec l'action simulée pour vérifier si le temps de dégradation est plus long que la première fois de dégradation.
Cette façon d'entraîner l'unité de commande est utile car elle permet à l'unité de commande de choisir l'action la plus efficace à condition de disposer d'un ensemble de données du dispositif. Le temps de dégradation est utilisé comme paramètre pour valider l'efficacité d'une action afin d'améliorer le comportement thermique de l'ensemble du dispositif d'éclairage.
Dans certains modes de réalisation particuliers, l'étape d'apprentissage de l'unité de commande comprend l'utilisation d'un algorithme d'apprentissage automatique (machine learning).
Cet algorithme d'apprentissage automatique (machine learning) utilise les données des capteurs comme données d'apprentissage pour calculer l'action optimale.
Dans certains modes de réalisation particuliers, la pluralité de capteurs comprend au moins un capteur de vitesse de véhicule, un capteur de température ambiante, un capteur d'humidité ambiante, un capteur de lumière externe, un capteur de vitesse d'air, un capteur d'activation de fonctionnalité d'éclairage, une température de source lumineuse, un capteur de géo-positionnement ou une caméra pour évaluer la présence d'autres véhicules.
Ce sont là des exemples de données qui peuvent être utilisées pour former puis estimer l'action de contrôle optimale.
Dans certains modes de réalisation particuliers, les données du dispositif comprennent en outre des données physiques du dispositif d'éclairage automobile, telles que le volume du dispositif d'éclairage ou une distance entre deux points du dispositif d'éclairage.
L'invention utilise non seulement les données obtenues par les capteurs, mais peut également prendre en compte les propriétés physiques du dispositif d'éclairage lui-même.
Dans certaines réalisations particulières, l'étape d'obtention de la température de la source lumineuse est réalisée par une thermistance, telle qu'une thermistance à coefficient de température négatif.
Les thermistances sont une bonne option pour obtenir des données de température fiables.
Dans un autre aspect inventif, l'invention fournit un élément de traitement de données comprenant des moyens pour exécuter les étapes d'un procédé selon le premier aspect inventif et un programme informatique comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de commande, font exécuter les étapes d'un procédé selon le premier aspect inventif.
Dans un autre aspect inventif, l'invention fournit un dispositif d'éclairage automobile comprenant :
un agencement matriciel de sources lumineuses à semi-conducteurs ;
une pluralité de capteurs configurés pour fournir certaines données de dispositif ; et
une unité de contrôle pour effectuer les étapes de la méthode selon le premier aspect inventif.
Ce dispositif d'éclairage offre l'avantage de gérer efficacement les performances thermiques des sources lumineuses, grâce à une valeur précise de la température externe du dispositif.
Dans certains cas particuliers, l'agencement matriciel comprend au moins 2 000 sources lumineuses à semi-conducteurs.
Un arrangement matriciel est un exemple typique de cette méthode. Les lignes peuvent être groupées en plages de distance projetées et chaque colonne de chaque groupe représente un intervalle d'angle. Cette valeur d'angle dépend de la résolution de la disposition de la matrice, qui est généralement comprise entre 0,01º par colonne et 0,5º par colonne. Par conséquent, plusieurs sources lumineuses peuvent être gérées en même temps.
Pour compléter la description et afin de permettre une meilleure compréhension de l'invention, un jeu de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent une réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprétée comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la façon dont l'invention peut être exécutée. Les dessins comprennent les figures suivantes :
La montre une vue en perspective générale d'un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.
La montre un véhicule automobile avec un projecteur qui comprend une telle unité de commande.
Dans ces figures, les numéros de référence suivants ont été utilisés :
1 Phare avant
2 LED
3 Unité de commande
4 capteurs
100 Véhicule automobile
Les exemples de modes de réalisation sont décrits avec suffisamment de détails pour permettre à ceux qui possèdent des compétences ordinaires dans l'art comprennent et de mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que les modes de réalisation peuvent être fournies sous de nombreuses autres formes et ne doivent pas être interprétées comme se limitant aux exemples présentés ici.
En conséquence, bien que le mode de réalisation puisse être modifiée de diverses façons et prendre diverses formes alternatives, des modes de réalisation spécifiques de celles-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemples. Il n'y a aucune intention de limiter aux formulaires particuliers divulgués. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application des revendications annexées doivent être inclus.
La figure 1 montre une vue en perspective générale d'un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.
Ce projecteur 1 est installé dans un véhicule automobile 100 et comprend
un agencement matriciel de diodes électroluminescentes (DEL) 2, destiné à fournir un motif lumineux ;
une unité de commande 3 pour effectuer un contrôle thermique du fonctionnement des DEL 2 ; et
une pluralité de capteurs 4 destinés à fournir des données de dispositif.
Cette configuration matricielle est un module haute résolution, ayant une résolution supérieure à 2000 pixels. Toutefois, aucune restriction n'est imposée à la technologie utilisée pour la production des modules de projection.
L'unité de commande, préalablement à son installation dans le projecteur automobile, a fait l'objet d'un processus d’entrainement.
Ce processus d'apprentissage comprend quelques étapes d'apprentissage machine, où l'unité de commande est formée avec les données d'apprentissage fournies par la pluralité de capteurs et à partir des propriétés physiques du dispositif d'éclairage lui-même. Parmi ces valeurs de données d'apprentissage, les capteurs comprennent un capteur de vitesse de véhicule, un capteur de température ambiante, un capteur d'humidité ambiante, un capteur de lumière externe, un capteur de vitesse d'air, un capteur d'activation de fonctionnalité d'éclairage, une thermistance de source lumineuse, un capteur de géo-positionnement ou une caméra pour évaluer la présence de véhicules étrangers. En outre, l'algorithme est également alimenté par les données physiques du dispositif d'éclairage, telles que le volume du projecteur ou les dimensions internes du projecteur.
L'unité de commande reçoit ces données et calcule, dans ces conditions, le temps restant pour le déclassement. Ce temps tient compte, par exemple, de l'effet de refroidissement de l'air qui entre en contact avec le projecteur, de la présence d'autres véhicules autour du projecteur, de la température ambiante obtenue par des moyens directs et de la température ambiante du lieu où le véhicule va se rendre. Toutes ces données sont utilisées pour calculer la première fois pour le déclassement. L'unité de contrôle utilise ensuite les données pour associer une action sur un paramètre d'opération. Par exemple, si le temps de déclassement est court, moins de 10 minutes, et que l'emplacement dans les 30 minutes suivantes est une piste bien éclairée, l'action peut réduire l'intensité des modules lumineux. Si l'endroit n'est pas suffisamment éclairé, l'action peut augmenter la puissance du ventilateur. Ensuite, l'unité de commande simule le comportement thermique du projecteur après cette action. On obtient une deuxième fois le déclassement, en raison de l'évolution des conditions dans le projecteur après l'action envisagée. Cette deuxième fois de déclassement dépendra de l'action qui a été effectuée, de sorte que l'unité de contrôle apprenne quelles actions sont les plus appropriées dans chaque circonstance. Une fois cette apprentissage terminée, l'unité de contrôle est capable de décider de l'action la plus appropriée pour chaque ensemble de données du dispositif.
Une fois ce processus d’apprentissage terminé, l'unité de commande est installée dans un véhicule automobile 100 de la , pour effectuer un contrôle thermique du projecteur 1.
Une fois que cette unité de commande formée a été installée dans le dispositif d'éclairage de l'automobile, cette unité de commande peut effectuer un contrôle précis et intelligent de la situation thermique du projecteur.
La montre un véhicule automobile 100 avec un projecteur 1 qui comprend une telle unité de commande. Lorsque le projecteur 1 est en fonctionnement, l'unité de commande effectue les opérations suivantes :
recevoir les données de la pluralité de capteurs et des données du dispositif ;
produire une estimation de l'état du dispositif d'éclairage à partir des données reçues ; et
la commande d'un paramètre de fonctionnement du dispositif d'éclairage automobile 1 en utilisant la condition estimée.
Comme décrit ci-dessus, la centrale reçoit de nombreuses données de l'extérieur du véhicule 100 : vitesse du véhicule, température ambiante, humidité ambiante, lumière extérieure, vitesse de l'air, activation des fonctions d'éclairage, température de la source lumineuse, géo-positionnement ou présence d'autres véhicules.
Une fois que l'unité de commande reçoit ces informations (à la fois des capteurs et des données du dispositif), elle utilise les données du processus d'apprentissage pour générer un état estimé des données du dispositif. Cette condition estimée peut être le moment du déclassement. Cette condition estimée, ainsi que les données reçues par l'unité de contrôle et les données apprises au cours du processus d'apprentissage, fournissent à l'unité de contrôle les informations nécessaires pour choisir une action de contrôle d'un paramètre de fonctionnement, afin d'optimiser le temps de déclassement.
Comme décrit ci-dessus, l'unité de commande peut gérer un large éventail de paramètres de fonctionnement, par exemple ceux liés au fonctionnement du module d'éclairage (valeur du courant de la source lumineuse, seuil de flux de la fonction feux de croisement, etc.) ou un paramètre de dissipation thermique (fonctionnement et puissance du ventilateur, ouverture ou fermeture des portes de ventilation, éléments de refroidissement actifs, etc).
Avec cette unité de commande, le dispositif d'éclairage évite un surdimensionnement excessif et optimise la durée de vie de ses pièces.
Claims (12)
- Procédé de fonctionnement d'un dispositif d'éclairage automobile (1) comprenant au moins une source lumineuse à semi-conducteurs (2), le procédé comprenant les étapes consistant à :
- fournir une pluralité de capteurs (4), configurés pour fournir certaines données de dispositif ;
- fournir une unité de commande (3) configurée pour recevoir et traiter les données du dispositif ;
- produire une estimation de l'état du dispositif d'éclairage à partir des données du dispositif ; et
- la commande d'un paramètre de fonctionnement du dispositif d'éclairage automobile (1) en utilisant la condition estimée.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le paramètre de fonctionnement comprend au moins une valeur parmi une valeur du courant de la source lumineuse ou une valeur de seuil de flux de la fonctionnalité des feux de croisement.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le paramètre de fonctionnement comprend au moins l'une des opérations et/ou le niveau de puissance d'un ventilateur, l'ouverture ou la fermeture de portes de ventilation ou le fonctionnement d'éléments de refroidissement actifs.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande est configurée pour générer la condition estimée au moyen de :
- l'entraînement de l'unité de commande (3) pour générer une condition estimée avec un ensemble de données d'entraînement ;
- simuler une première fois pour le déclassement si aucune action n'est exécutée ;
- associer une action sur un paramètre d'opération aux valeurs de la condition estimée ;
- simuler l'action sur le paramètre d'opération ; et
- tester l'unité de commande (3) avec l'action simulée pour vérifier si le temps de déclassement est supérieur à la première fois de déclassement...
- Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape d'apprentissage de l'unité de commande comprend l'utilisation d'un algorithme d'apprentissage machine.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité de capteurs comprend au moins l'un parmi un capteur de vitesse de véhicule, un capteur de température ambiante, un capteur d'humidité ambiante, un capteur de lumière externe, un capteur de vitesse d'air, un capteur d'activation de fonctionnalité d'éclairage, une température de source lumineuse, un capteur de géo-positionnement ou une caméra pour évaluer la présence d'autres véhicules.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données du dispositif comprennent en outre des données physiques du dispositif d'éclairage automobile, telles que le volume du dispositif d'éclairage ou une distance entre deux points du dispositif d'éclairage.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape consistant à obtenir la température de la source lumineuse est effectuée par une thermistance, telle qu'une thermistance à coefficient de température négatif.
- Elément de traitement de données comprenant des moyens pour exécuter les étapes d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de commande, amènent l'unité de commande à exécuter les étapes d'une méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
- Dispositif d'éclairage automobile comprenant :
- un agencement matriciel de sources lumineuses à semi-conducteurs (2) ;
- une pluralité de capteurs (4) configurés pour fournir certaines données de dispositif ;
- une unité de commande (3) pour exécuter les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
- Dispositif d'éclairage automobile (1) selon la revendication 11, dans lequel l'agencement matriciel comprend au moins 2000 sources lumineuses à semi-conducteurs (2).
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