FR3098655A1

FR3098655A1 - Ensemble de connexion electrique pour module lumineux de vehicule automobile et procede

Info

Publication number: FR3098655A1
Application number: FR1907689A
Authority: FR
Inventors: Berta Fernandez Ortiz; Juliette JOSEPHINE; Etienne Monchy
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: FR3098655B1

Abstract

L’invention propose un ensemble de connexion entre un connecteur et un circuit imprimé d’un module lumineux pour véhicules automobiles, ainsi qu’un procédé de diagnostic permettant de vérifier la tenue d’un connecteur dans une prise moyennant un signal électrique de vérification, en utilisant un minimum de composants électroniques. (Fig. 1)

Description

ENSEMBLE DE CONNEXION ELECTRIQUE POUR MODULE LUMINEUX DE VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE

L’invention se rapporte aux connecteurs électriques, notamment entre composants électroniques d’un module lumineux pour un véhicule automobile. En particulier, l’invention se rapporte à l’utilisation de connecteurs de type CPA (« connection position assurance »), ayant un dispositif de d’assurance de position.

Un module lumineux pour un véhicule automobile est un dispositif complexe impliquant une pluralité de technologies dans un espace très restreint. Celui-ci comprend entre autres des composants optiques, des composants lumineux tels que des diodes électroluminescentes, LED, des circuits électroniques de pilotage de sources lumineuses, des supports mécaniques, des éléments de dissipation d’humidité et de chaleur. L’assemblage d’un tel module est une tâche complexe qui requiert un degré d’attention et de précision élevée. Ceci est particulièrement le cas pour l’interconnexion électrique de différents composants électriques et/ou circuits imprimés impliqués dans un tel module lumineux. A titre d’exemple, un circuit de pilotage de l’alimentation électrique de sources lumineuses doit être connecté par le biais d’un connecteur à un circuit imprimé qui abrite les sources lumineuses à alimenter en électricité. Un opérateur doit souvent faire ces connexions sans avoir un contact visuel direct du connecteur et de la prise correspondante – l’opération doit se faire à l’aveugle du fait que d’autres composants sont déjà assemblés dans le volume restreint disponible du module. La connexion d’un harnais entre deux circuits imprimés doit résister à des contraintes externes. Par exemple, elle doit résister de manière fiable aux vibrations auxquelles le module lumineux sera soumis lors de la conduite du véhicule automobile dont il fait partie de l’équipement. Il est donc important de pouvoir s’assurer d’une connexion adéquate au moment de l’assemblage.

Il est connu d’utiliser des connecteurs électriques ayant un dispositif d’assurance de position, de type CPA (« connection position assurance »). De tels connecteurs présentent typiquement une pluralité de contacts ayant une première longueur et un contact de vérification plus court, qui n’entre en contact électrique fiable avec un terminal correspondant d’une prise que si un enfoncement d’une certaine profondeur de la fiche dans la prise est réalisé. Une prise de connecteur CPA connue comprend également un châssis ayant des ergots latéraux qui coopèrent avec une structure de réception correspondante aux ergots au niveau de la fiche. L’encliquetage d’un premier ergot distal assure que les connecteurs de la première longueur sont en contact électrique avec les terminaux correspondants de la prise. L’encliquetage d’un deuxième ergot proximal assure que tous les connecteurs sont en contact électrique avec les terminaux correspondants de la prise.

Afin de minimiser le risque d’erreurs ou de mauvaise connexion lors de l’assemblage d’un module lumineux pour un véhicule automobile, il peut être intéressant d’utiliser un signal électrique sur le contact de vérification afin de tester le degré d’enfoncement de la fiche dans la prise. De manière générale, un surplus de composant électroniques au niveau du module lumineux est pourtant à éviter puisque le surcoût de production augmente avec chaque composant et est amplifiée lors de la production en masse d’un tel module.

L’invention a pour objectif de pallier au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un ensemble de connexion électrique qui permet de vérifier la tenue d’un connecteur dans une prise moyennant un signal électrique de vérification, et utilisant un minimum de composants électroniques.

Selon un premier aspect de l’invention, un ensemble de connexion électrique est proposé. L’ensemble comprend un connecteur et un circuit imprimé qui comprend une prise correspondant au connecteur et un premier sous-circuit électronique participant à la réalisation d’une fonction lumineuse d’un véhicule automobile. Le connecteur comprend un contact de vérification destiné à la transmission d’un signal électrique de vérification de la connexion électrique entre le connecteur et le circuit imprimé, dans lequel le circuit imprimé comprend un deuxième sous-circuit ayant un terminal de contact destiné à être relié audit contact de vérification en cas de tenue du connecteur dans la prise, le deuxième sous-circuit (124) étant agencé pour relier le terminal de contact au potentiel de masse à travers une branche comprenant un composant résistif.

De préférence, le deuxième sous-circuit ne participe pas de manière active dans la réalisation de ladite fonction lumineuse.

De préférence, le connecteur et la prise peuvent comprendre une structure d’enclenchement mécanique mutuel, qui permet la réalisation d’un premier enclenchement mécanique correspondant à un premier degré moindre, et d’un deuxième enclenchement mécanique correspondant à un deuxième degré plus important d’enfoncement du connecteur dans la prise. L’agencement du contact de vérification et du terminal de contact du deuxième sous-circuit peut de préférence être tel qu’ils sont en contact électrique si le deuxième enclenchement mécanique de la structure est engagé.

La prise peut préférentiellement comprendre une pluralité de contacts s’étendant sur une première longueur, le terminal de contact peut s’étendre sur une deuxième longueur plus courte.

Le deuxième sous-circuit peut de préférence être agencé de manière être relié au potentiel de masse, lorsque le connecteur est enfiché dans la prise.

De préférence, le deuxième sous-circuit est agencé pour relier le terminal de contact au potentiel de masse à travers une branche comprenant un composant résistif.

Le deuxième sous-circuit peut de préférence être agencé de manière à relier le terminal de contact au potentiel de masse à travers au moins une branche qui comprend une capacité, une inductance, une résistance, ou une combinaison de ce qui précède.

De préférence, deuxième sous-circuit peut comprendre un composant résistif.

Le premier sous-circuit peut de préférence comprendre au moins une source lumineuse à élément semi-conducteur électroluminescent. Il peut de préférence s’agir d’une diode électroluminescente, LED.

Selon un autre aspect de l’invention, un module lumineux pour un véhicule automobile est proposé. Le module comprend une pluralité d’ensembles de connexion conformes à un quelconque aspect de l’invention. De préférence, le premier sous-circuit de chaque ensemble peut réaliser une fonction lumineuse distincte d’un même véhicule automobile.

De préférence, le deuxième sous-circuit de chaque ensemble de connexion peut présenter une résistance identique.

De préférence, le deuxième sous-circuit de chaque ensemble de connexion présente une résistance différente permettant l’identification de l’ensemble de connexion.

Selon un autre aspect de l’invention, un procédé de diagnostic des connexions entre les connecteurs et circuits imprimés respectifs d’un module lumineux conforme à un aspect de l’invention. Le procédé comprenant les étapes suivantes :

- mettre à disposition une connexion entre les connecteurs et les circuits imprimés ;

- fournir un signal électrique de vérification, ayant des premières caractéristiques, au niveau du contact de vérification de chaque ensemble de connexion;

- en utilisant un instrument de mesure mesurer un signal électrique de sortie du deuxième sous-circuit du circuit imprimé de chaque ensemble de connexion;

- en utilisant une unité de traitement de données, comparer le signal de vérification et le signal de sortie, et conclure à une connexion correcte ou incorrecte des circuits imprimés en fonction du résultat de la comparaison.

De préférence, le module lumineux peut comprendre des deuxièmes sous-circuits présentant chacun une résistance identique, et le procédé peut comprendre l’étape supplémentaire de :

- en utilisant l’unité de traitement de données, déterminer le nombre de circuit imprimés correctement connectés en fonction du résultat de la comparaison.

De préférence, le module lumineux peut comprendre des deuxièmes sous-circuits présentant chacun une résistance distincte, et le procédé peut comprendre l’étape supplémentaire de :

- en utilisant l’unité de traitement de données, identifier les circuits imprimés correctement connectés en fonction du résultat de la comparaison.

L’instrument de mesure peut de préférence comprendre un ampèremètre, un voltmètre ou un Ohm-mètre.

L’unité de traitement de données peut de préférence comprendre un processeur de données configuré moyennant un logiciel approprié.

De préférence, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire de représentation auditive et/ou visuelle de la conclusion par des moyens de sortie auditive et/visuelle. Il peut de préférence s’agir d’un haut-parleur ou d’un écran fonctionnellement relié audit processeur. La représentation visuelle peut de préférence comprendre un signal vert en cas de réussite de connexion, et un signal rouge en cas de défaillance de connexion.

Les aspects de l’invention proposent un ensemble de connexion électrique qui permet de vérifier la tenue d’un connecteur dans une prise moyennant un signal électrique de vérification, en utilisant un minimum de composants électroniques. En utilisant les mesures proposées par la présente invention il devient possible de s’assurer de la qualité d’une connexion électrique d’un harnais de connexion à un circuit imprimé lors de l’assemblage d’un module lumineux pour véhicule automobile. Ceci est facilité par exemple par un retour visuel sur la qualité de connexion, qui elle est réalisée à l’aveugle. Selon des modes de réalisation préférentiels de l’invention, l’ensemble de connexion et le procédé de diagnostic proposés font recours à un minimum de composants électroniques ajoutés, par rapport à un circuit imprimé fonctionnel n’étant pas apte à être diagnostiqué. Cette approche minimise le surcoût de production de la solution proposée.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels :

- montre un connecteur et une prise qui lui correspond, connus dans l’état de l’art ;

- montre de manière schématique un dispositif de connexion en accord avec un mode de réalisation préférentiel de l’invention.

Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre d’exemples et de manière non limitative.

La figure 1 montre un connecteur électrique 110 et une prise 130 qui correspond au connecteur. Ce dispositif est connu depuis l’état de l’art et peut être utilisé de manière non-limitative dans les modes de réalisation de la présente invention. Lors du branchement du connecteur dans la prise, leurs contacts respectifs entrent en contact mécanique et électrique. A cet effet il est par exemple avantageux qu’une paire des contacts complémentaires soit formée d’une part par un contact tubulaire creux et d’autre part par un contact filaire ayant un diamètre permettant de glisser en contact dans le contact tubulaire, permettant ainsi différents niveaux d’enfoncement. Le connecteur 110 comprend un châssis aux deux bords opposés latéraux duquel deux ergots, l’un distal 114 et l’autre proximal 115 sont formés. Ces ergots permettent de s’engager dans une structure de réception 132 ou ouverture correspondante du châssis de la prise 130. Si es ergots distaux 114 s’engagent dans la structure de réception, la connexion électrique d’un premier jeu de contacts 111, avec des contacts complémentaires de la prise ayant une première longueur, peut être assurée. Si les ergots proximaux 115 s’engagent également dans la structure de réception 132, la connexion du premier jeu de contacts 111 ainsi que du contact de vérification 112, qui entre en contact avec le contact correspondant plus court 125 de la prise, peut être assurée. L’espacement entre les ergots 114, 115 le long de la direction dans laquelle le châssis du connecteur 110 s’étend, est choisi de manière à correspondre à la différence de longueur entre les contacts usuels et le contact de vérification 125 de la prise 130. Alors que dans l’exemple montré tous les contacts de la prise ou du connecteur sont alignés, ceci n’est pas une limitation nécessaire. Les ergots 114, 115 et les moyens de réception correspondants du niveau de la prise 130 réalisent ainsi une structure d’enclenchement mécanique mutuel 113, 132, permettant de réaliser un premier enclenchement mécanique correspondant à un premier degré moindre d’enfoncement, et d’un deuxième enclenchement mécanique correspondant à un deuxième degré plus important d’enfoncement du connecteur 110 dans la prise 130. Les termes « moindre » et « plus important » étant relatifs, ils sont à comprendre relativement l’un par rapport à l’autre : avec le deuxième degré d’enfoncement, le connecteur est enfoncé plus loin ou plus profondément dans la prise qu’avec le premier degré d’enfoncement.

L’illustration de la figure 2 montre un ensemble de connexion électrique 100 selon un premier mode de réalisation préférentiel de l’invention. L’ensemble comprend un connecteur ou une fiche 110 qui marque typiquement la terminaison d’un harnais de connexion, et qui comprend une pluralité de contacts électriques 111, ainsi qu’un contact de vérification 112 destiné à la transmission d’un signal électrique de vérification de connexion électrique entre le connecteur et un circuit imprimé. L’ensemble 100 comprend également un circuit imprimé 120, par exemple de type PCB (« printed circuit board »), sans se limiter à cet exemple. Le circuit imprimé 120 comprend un premier sous-circuit électronique 122 qui participe activement à la réalisation d’une fonction lumineuse d’un véhicule automobile, bien que d’autres applications dans lesquelles l’ensemble de connexion proposé pourra être utile sont également envisageables. Dans l’exemple non-limitatif montré, le premier sous-circuit 122 comprend au moins une diode électroluminescente, dont l’alimentation électrique est assurée par une différence de potentiel électrique fournie à leurs terminaux depuis un circuit d’alimentation électrique non-illustré. C’est le connecteur 110, moyennant les contacts électriques 111, qui permet de connecter la source d’alimentation au premier sous-circuit 122 du circuit imprimé 120. Le circuit imprimé 120 comprend en outre un deuxième sous-circuit électronique 124 dont les composants électroniques ne participent pas activement à la fonction lumineuse réalisée par le premier sous-circuit 122. La fonction principale du deuxième sous-circuit est de coopérer électriquement avec le contact de vérification, moyennant un terminal de contact 125 correspondant, lorsque le connecteur 110 est tenu par la prise 130 correspondante implantée sur le circuit imprimé 120. Le deuxième sous-circuit comprend un terminal de contact 125 qui se raccorde au contact de vérification 112 en cas de connexion correcte entre le connecteur 110 dans la prise 130 du circuit imprimé. Le deuxième sous-circuit est relié au potentiel de masse fourni par un des contacts du connecteur à travers une résistance d’une impédance prédéterminée.

Comme montré sur la figure 2, un module lumineux pour un véhicule automobile peut comprendre une pluralité 120, 120’ de tels ensembles de connexion. Dans un mode de réalisation préféré, chacun des ensembles de connexion comprend un deuxième sous-circuit 124 ayant la même résistance calibrée R. Alternativement, chacun des ensembles de connexion comprend un deuxième sous-circuit ayant un résistance calibrée distincte. Dans ce dernier cas, la résistance, et plus précisément la chute de tension aux bords de la résistance, permet d’identifier l’ensemble de connexion en question.

Il va de soi que le deuxième sous-circuit peut comprendre des montages plus complexes tels que des circuits RL, RC, RLC ou autres, pour autant que leur comportement électrique soit prédéterminé.

Dans l’exemple non-limitatif montré, le circuit imprimé 120 comprend en outre un sous-circuit 123 comprenant des composants électroniques qui participent de manière passive à la fonction lumineuse du véhicule automobile. Il s’agit par exemple d’une résistance RBIN ou d’un thermistor, dont la mesure est utile lors d’une phase de calibration du courant électrique d’alimentation de sources lumineuses. Le deuxième sous-circuit est indépendant des autres sous-circuits du circuit imprimé.

Lors d’un procédé d’assemblage et notamment de connexion du harnais se terminant avec le connecteur 110 d’une part, au circuit imprimé 120 d’autre part, le diagnostic de connexion correcte est réalisé de la manière suivante. Suite à la connexion manuelle par un opérateur du connecteur 110 dans la prise 130, un signal électrique de vérification prédéterminé est fourni par un dispositif non-illustré sur le contact de vérification 112. Si la connexion est adéquate, le contact de vérification est en contact avec le terminal 125 du deuxième sous-circuit 124 du circuit imprimé, et le signal électrique subit un changement au passage par ce sous-circuit. Un dispositif de mesure 10 permet de mesurer l’allure du signal électrique ainsi modifié et conclure à ce que la connexion a réussi (le signal de vérification a été modifié de manière prédéterminée) ou échouée (le signal n’est pas passé dans le deuxième sous-circuit 124). De préférence, le dispositif de mesure est configuré, moyennant un processeur de données préconfiguré, pour fournir une notification visuelle ou auditive à l’opérateur moyennant une interface appropriée. La notification indique le résultat du test, ce qui permet à l’opérateur de refaire la connexion, le cas échéant. Alors que d’autres exemples sont possibles, le signal électrique de vérification comprend par exemple une tension électrique d’une intensité prédéterminée, qui subit une chute lorsque le courant électrique traverse le deuxième circuit 124 en cas de bonne connexion. Cette chute de potentiel électrique est mesurable par des moyens connus dans l’art.

De préférence, suite à la connexion manuelle par un opérateur du connecteur 110 dans la prise du circuit imprimé, dans un premier temps, une première différence de potentiel est appliquée entre le contact 112, et le potentiel de masse. Comme la valeur de la résistance calibrée R est connue, une mesure de la chute de tension entre les contacts 112 et GND permet de vérifier si la connexion a réussi. Suite à la connexion correcte et vérifiée du connecteur et du circuit imprimé, dans un deuxième temps correspondant au fonctionnement du module lumineux en question, le contact de vérification 112 n’est plus alimenté et le potentiel électrique appliqué au contact 111 est tel que soit la valeur RBIN ou la résistance du thermistor peuvent être mesurées, soit tel que la différence de potentiel aux bornes du premier sous-circuit est suffisamment élevée pour qu’un courant électrique traverse les diodes électroluminescentes.

Après le diagnostic, aucun courant électrique ne circule plus dans le deuxième sous-circuit 124. D’autant plus, un seul fils de connexion peut être utilisé pour relier un instrument de mesure 10 en parallèle à une pluralité de circuits imprimés 120, 120’ d’un module lumineux, tels que montrés sur la figure 2. Si les valeurs des résistances calibrées R de tous les circuits imprimés 120, 120’ sont identiques, la résistance équivalente vue par l’instrument de mesure est égale à R/n, ou n est le nombre de circuits imprimés en parallèle. L’instrument peut donc conclure et indiquer le nombre de connexions correctes. Alternativement, chaque circuit imprimé 120, 120’ possède une résistance R calibrée d’une valeur différente. Ainsi, l’instrument de mesure peut identifier par un calcul en soi connu dans l’art laquelle des connexions a échouée ou a réussie. Une notification auditive et/ou visuelle est alors générée.

Dans tous les modes de réalisation, un dispositif de diagnostic, comprenant un instrument de mesure ainsi qu’un dispositif de retour auditif et/ou visuel tel qu’un haut-parleur et/ou un écran peut être prévu pour implémenter le procédé de diagnostic. De préférence, il s’agit d’un ordinateur ayant des interfaces correspondantes, un élément de mémoire ainsi qu’un processeur programmé pour réaliser les différentes étapes décrite dans chaque mode de réalisation. De préférence, le dispositif de diagnostic est connecté aux différents circuits imprimés pour lesquels la connexion au connecteur respectif est à tester, sans passer par des circuits de pilotage de l’alimentation électrique desdits circuits imprimés.

Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne limitent pas l’étendue de la protection de l’invention. En faisant recours à la description qui vient d’être donnée, d’autres modes de réalisation sont envisageables sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

L’étendue de la protection est déterminée par les revendications.

Claims

Ensemble de connexion électrique (100) comprenant un connecteur (110) et un circuit imprimé (120) qui comprend une prise (130) correspondant au connecteur et un premier sous-circuit électronique (122) participant à la réalisation d’une fonction lumineuse d’un véhicule automobile, le connecteur comprenant un contact de vérification (112) destiné à la transmission d’un signal électrique de vérification de la connexion électrique entre le connecteur et le circuit imprimé, dans lequel le circuit imprimé comprend un deuxième sous-circuit (124) ayant un terminal de contact (125) destiné à être relié audit contact de vérification en cas de tenue du connecteur dans la prise, le deuxième sous-circuit (124) étant agencé pour relier le terminal de contact au potentiel de masse à travers une branche comprenant un composant résistif.
Ensemble de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur et la prise comprennent une structure d’enclenchement mécanique mutuel (113, 132), qui permet la réalisation d’un premier enclenchement mécanique correspondant à un premier degré moindre, et d’un deuxième enclenchement mécanique correspondant à un deuxième degré plus important d’enfoncement du connecteur dans la prise, et en ce que l’agencement du contact de vérification (112) et du terminal de contact du deuxième sous-circuit (125) est tel qu’ils sont en contact électrique si le deuxième enclenchement mécanique de la structure est engagé.
Ensemble de connexion selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la prise comprend une pluralité de contacts s’étendant sur une première longueur, et en ce que le terminal de contact (125) s’étend sur une deuxième longueur plus courte.
Ensemble de connexion selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième sous-circuit est agencé pour relier le terminal de contact au potentiel de masse à travers au moins une branche qui comprend en outre une capacité, une inductance, une résistance, ou une combinaison de ce qui précède.
Ensemble de connexion selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier sous-circuit comprend au moins une source lumineuse à élément semi-conducteur électroluminescent.
Module lumineux pour un véhicule automobile, comprenant une pluralité d’ensembles de connexion selon une des revendication 1 à 5.
Module lumineux selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième sous-circuit de chaque ensemble de connexion présente une résistance identique.
Module lumineux selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième sous-circuit de chaque ensemble de connexion présente une résistance distincte permettant l’identification de l’ensemble de connexion.
Procédé de diagnostic des connexions entre les connecteurs et circuits imprimés respectifs d’un module lumineux selon une des revendication 6 à 8, comprenant les étapes suivantes :
mettre à disposition une connexion entre les connecteurs et les circuits imprimés ;
fournir un signal électrique de vérification, ayant des premières caractéristiques, au niveau du contact de vérification de chaque ensemble de connexion ;
en utilisant un instrument de mesure mesurer un signal électrique de du deuxième sous-circuit de chaque circuit imprimé ;
en utilisant une unité de traitement de données, comparer le signal de vérification et le signal de sortie, et conclure à une connexion correcte ou incorrecte des circuits imprimés en fonction du résultat de la comparaison.
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le module lumineux est conforme à la revendication 7, et en ce que le procédé comprend l’étape supplémentaire de :
en utilisant l’unité de traitement de données, déterminer le nombre de circuit imprimés correctement connectés en fonction du résultat de la comparaison.
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le module lumineux est conforme à la revendication 8, et en ce que le procédé comprend l’étape supplémentaire de :
en utilisant l’unité de traitement de données, identifier les circuits imprimés correctement connectés en fonction du résultat de la comparaison.
Procédé selon une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend une étape supplémentaire de représentation auditive et/ou visuelle de la conclusion par des moyens de sortie auditive et/ou visuelle.