FR3122964A1 - Ensemble électronique pour un dispositif d'éclairage automobile, dispositif d'éclairage automobile et procédé de commande de sources lumineuses dans un dispositif d'éclairage automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention fournit un ensemble électronique pour un dispositif d'éclairage automobile, l'ensemble électronique comprenant une pluralité de convertisseurs (8, 9, 10, 11, 12), au moins un canal de module de commande (5, 6, 7) étant alimenté électriquement par au moins un convertisseur (8, 9, 10, 11, 12) et une pluralité de sources lumineuses à l’état solide (2, 3, 4), au moins une source lumineuse à l’état solide recevant du courant et une commande de chaque canal de module de commande (5, 6, 7). Au moins un des convertisseurs (8, 9, 10, 11, 12) est agencé pour être sélectivement connecté ou déconnecté pour fournir des valeurs de courant différentes à au moins un des canaux de module de commande (5, 6, 7). Figure pour l'abrégé : figure 1
Description
La présente invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement, à la gestion de la température de ces dispositifs.
Le marché de l'éclairage automobile peut être considéré comme l'un des plus concurrentiels et de nouvelles fonctionnalités d'éclairage sont constamment demandées. Parmi les tendances des clients figure l'ajout de nouvelles pièces éclairées, comme la calandre avant ou même le logo du fabricant.
Ces dispositifs d'éclairage numériques comprennent généralement des sources lumineuses à l’état solide, dont le fonctionnement dépend fortement de la température.
Le contrôle de la température dans ces éléments est un aspect très sensible, et est généralement effectué par déclassement, ce qui signifie diminuer la valeur du courant qui alimente la source lumineuse afin que le flux de sortie et la température de fonctionnement diminuent en conséquence. Cela signifie que les performances des sources lumineuses doivent être fortement surdimensionnées pour faire face à ces problèmes de surchauffe, de sorte que les valeurs de fonctionnement puissent être diminuées tout en maintenant des valeurs acceptables.
Il est très difficile de maintenir une performance optimale dans un phare, quelles que soient les conditions de conduite.
Ce problème a été assumé jusqu'à présent, mais une solution est donc recherchée.
L'invention propose une solution alternative pour gérer les besoins en courant des sources lumineuses d'un dispositif d'éclairage automobile par un ensemble électronique pour un dispositif d'éclairage automobile, l'ensemble électronique comprenant .
- une pluralité de convertisseurs
- au moins un canal de module de commande étant alimenté électriquement par au moins un convertisseur
- une pluralité de sources lumineuses à l'état solide, au moins une source lumineuse à l'état solide recevant du courant et une commande de chaque canal de module de commande
- dans lequel
- au moins l'un des convertisseurs est agencé pour être sélectivement connecté ou déconnecté afin de fournir des valeurs de courant différentes à au moins l'un des canaux de module de commande.
Le terme "à l’état solide" fait référence à la lumière émise par électroluminescence à l'état solide, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Par rapport à l'éclairage à incandescence, l'éclairage à semi-conducteurs crée de la lumière visible en générant moins de chaleur et en dissipant moins d'énergie. La masse généralement faible d'un dispositif d'éclairage électronique à semi-conducteurs lui confère 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. Certains exemples de ces types d'éclairage comprennent des diodes électroluminescentes semi-conductrices (LED), des diodes électroluminescentes organiques (OLED) ou des diodes électroluminescentes polymères (PLED) comme sources d'éclairage plutôt que des filaments électriques, du plasma ou du gaz.
Chaque canal de module de commande a un point de fonctionnement optimal où le canal de module de commande fonctionne au mieux de ses capacités. Lorsque les canaux de module de commande sont conçus pour faire face à l'intensité maximale, cette conception est généralement très éloignée de ce point de fonctionnement optimal. De la même manière, lorsque les canaux de module de commande fournissent une valeur de courant bien inférieure à la valeur de sortie maximale, les canaux de module de commande travaillent loin du point de fonctionnement optimal. Ainsi, dans ces cas, les canaux de module de commande ne fonctionnent pas efficacement.
La présence de différents convertisseurs, de sorte qu'ils peuvent être connectés ou déconnectés pour fournir une quantité variable de courant à chaque canal de module de commande, permet le fonctionnement de ces canaux à un point qui est plus proche du point de fonctionnement optimal, augmentant ainsi l'efficacité. Lorsque le courant est inférieur à un seuil prédéterminé, un petit convertisseur est connecté, ce qui permet de maintenir le canal de module de commande correspondant plus près du point de fonctionnement optimal. Lorsque le besoin en courant est plus élevé, un convertisseur supplémentaire peut être connecté pour le même canal afin de fournir le courant requis avec une bonne efficacité du module de commande. En d'autres termes, la disposition proposée minimise l'écart entre le point de fonctionnement optimal et la valeur de sortie du canal de module de commande pour améliorer son efficacité. Cela contribuera à économiser la consommation d'énergie et à ralentir la montée en température du canal de module de commande, en particulier lorsque le dispositif d'éclairage du véhicule contenant l'ensemble proposé est utilisé pendant une longue période.
Les convertisseurs peuvent être des convertisseurs de type DC/DC, par exemple des convertisseurs de type step-down, également appelés convertisseurs Buck. Par exemple, chaque convertisseur peut être disposé en combinaison avec un gestionnaire de source lumineuse pour générer un signal électrique périodique, par exemple un signal électrique modulé en largeur d'impulsion (également appelé PWM). Le gestionnaire de source lumineuse peut être un gestionnaire de matrice de LED (diode électroluminescente).
Dans certains modes de réalisation particuliers, au moins l'un des convertisseurs est agencé pour être connecté ou déconnecté de manière sélective à au moins deux canaux de module de commande différents.
Dans cette configuration, le même convertisseur peut être utilisé pour deux canaux de module de commande différents. Cet arrangement est avantageux lorsqu'il y a des groupes de lumière qui sont complémentaires, de sorte que les deux n'ont pas besoin d'une haute performance en même temps. Le même convertisseur supplémentaire peut être utilisé pour les deux groupes, de sorte qu'il sera connecté à l'un ou l'autre canal de module de commande en fonction de la demande de lumière.
Dans certains modes de réalisation particuliers, au moins deux des convertisseurs ont la même valeur de sortie.
Cette caractéristique permet une conception plus facile, puisque tous les convertisseurs sont interchangeables.
Dans certains modes de réalisation particuliers, au moins deux des convertisseurs ont une valeur de sortie différente.
Dans ce cas, bien que la conception puisse être plus compliquée, un réglage plus fin de l'arrangement électronique est possible, ce qui permet à chaque canal de module de commande de travailler au plus près de son point de fonctionnement optimal.
Dans certains modes de réalisation particuliers, l'ensemble électronique comprend en outre un élément de module de commande, comprenant les convertisseurs et les canaux de de module de commande.
Les convertisseurs et les canaux de module de commande sont généralement enfermés dans un élément de module de commande, qui est chargé du pilotage de chaque groupe de sources lumineuses.
Selon un autre aspect inventif, l'invention fournit un dispositif d'éclairage automobile comprenant un ensemble électronique selon le premier aspect inventif.
Selon un autre aspect inventif, l'invention propose un procédé pour commander une pluralité de sources lumineuses à l’état solide dans un dispositif d'éclairage automobile selon l'aspect inventif précédent, le procédé comprenant les étapes suivantes
- établir une valeur seuil de flux lumineux
- alimenter un canal de module de commande avec au moins un convertisseur de sorte que les sources lumineuses à l’état solide correspondant au convertisseur reçoivent une première valeur de courant qui implique une valeur de flux lumineux supérieure à la valeur de seuil de flux lumineux ;
- permettre une connexion électrique entre un convertisseur supplémentaire et le canal de module de commande lorsqu'un besoin d'augmentation du courant est détecté.
Dans le présent document, une valeur de flux lumineux est exprimée en lumen.
Dans certains modes de réalisation particuliers, le besoin d'augmentation de courant est causé par une augmentation de température dans une source de lumière.
Le besoin d'augmentation du courant peut être causé par le dépassement d'un seuil de température, de sorte qu'un courant plus élevé est nécessaire pour maintenir la valeur de l'intensité lumineuse.
Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans le présent document doivent être interprétés comme il est d'usage dans l'art. Il est en outre entendu que les termes d'usage courant doivent également être interprétés de la manière habituelle dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, à moins qu'ils ne soient expressément définis dans le présent document.
Dans le présent texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse comprendre d'autres éléments, étapes, etc.
Pour compléter la description et afin de permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent un mode de réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprété comme limitant la portée de l'invention, mais seulement comme un exemple de réalisation de l'invention. Les dessins comprennent les figures suivantes :
La montre un schéma d'un ensemble électronique selon l'invention.
La montre le même assemblage électronique que celui de la dans une position différente.
Les éléments des exemples de réalisation sont systématiquement désignés par les mêmes numéros de référence dans les dessins et la description détaillée, le cas échéant :
1 Pilote principal
2 Premier groupe de lumière
3 Groupe de lumière secondaire
4 Troisième groupe de lumière
5 Premier canal de module de commande
6 Deuxième canal de module de commande
7 Troisième canal de module de commande
8 Premier convertisseur
9 Deuxième Convertisseur
10 Troisième convertisseur
11 Convertisseur supplémentaire
12 Dernier convertisseur
Les exemples de réalisation sont décrits avec suffisamment de détails pour permettre aux personnes ayant une compétence ordinaire dans l'art de réaliser et de mettre en œuvre les systèmes et les procédés décrits dans le présent document. Il est important de comprendre que les modes de réalisation peuvent être fournis sous de nombreuses autres formes et ne doivent pas être interprétés comme étant limités aux exemples présentés ici.
En conséquence, bien que le mode de réalisation puisse être modifié de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des modes de réalisation spécifiques sont montrés dans les dessins et décrits en détail ci-dessous à titre d'exemples. Il n'y a aucune intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les alternatives entrant dans le cadre des revendications annexées doivent être inclus. Les éléments des exemples de réalisation sont systématiquement désignés par les mêmes numéros de référence dans les dessins et la description détaillée, le cas échéant.
La montre un schéma d'un assemblage électronique selon l'invention.
Cet ensemble électronique comprend un module de commande principal 1. Ce module de commande 1 est chargé de contrôler le courant électrique reçu par une pluralité de groupes de lumière 2, 3, 4. Chaque groupe de lumière 2, 3, 4 comprend à son tour une ou plusieurs LED.
Chaque groupe de lumière 2, 3, 4 est commandé par un canal de module de commande 5, 6, 7. Le canal de module de commande 5, 6, 7 fournit le courant de sortie approprié pour alimenter électriquement chaque groupe de lumière 2, 3, 4. Ce courant approprié peut dépendre de différentes circonstances du groupe d'éclairage : le flux lumineux requis, la température du groupe, la fonctionnalité particulière de l'éclairage, etc. Cela signifie que le courant approprié dans le même canal de module de commande peut varier sensiblement dans le temps.
Chaque canal de module de commande 5, 6, 7 a son propre point de fonctionnement optimal. Ce point de fonctionnement optimal dépend de la sortie maximale fournie par chaque canal de module de commande 5, 6, 7. Cette valeur de sortie maximale est définie par les convertisseurs 8, 9, 10, 11, 12 alimentant le canal de module de commande 5, 6, 7 correspondant. Par exemple, lorsqu'un canal de module de commande 5, 6 ou 7 a une sortie maximale de 1 A, le point de fonctionnement optimal est de 700 mA. Cela signifie que lorsque le courant requis d'un groupe d'éclairage est de 700 mA, le canal de module de commande 5, 6 ou 7, qui peut fournir jusqu'à 1 A, fonctionne à son point de fonctionnement optimal. Si le courant tombe à 650 mA ou est augmenté à 750 mA, le canal de module de commande 5, 6 ou 7 travaille à 50 mA de son point de fonctionnement optimal.
Cependant, pendant le fonctionnement du véhicule, l'intensité requise par un même groupe de feux (et donc, par un même canal de module de commande) peut varier, par exemple, de 400 mA à 750 mA. Dans le dispositif électrique de l'état de la technique, pour pouvoir couvrir cette gamme élevée de courant électrique, il faudrait prévoir un convertisseur de 1A. Mais lorsque le groupe d'éclairage fonctionne à 400 mA, le canal de module de commande fonctionnerait à 350 mA, loin de son point de fonctionnement optimal.
Pour résoudre ce problème, le module de commande 1 de l'invention, tel que représenté sur cette , comporte deux convertisseurs différents 8, 9 étant potentiellement connectés au premier canal du module de commande 5.
Lorsque le courant électrique requis par le premier groupe d'éclairage 2 est faible (par exemple, 400 mA), le deuxième convertisseur 9 est déconnecté du canal de module de commande 5 correspondant. Cela signifie que, à ce moment-là, le module de commande ne peut fournir que 500 mA. Cela ne pose aucun problème, puisque dans cette situation, seuls 400 mA sont nécessaires. L'avantage de cette situation est que, dans ce cas, le point de fonctionnement optimal est de 375 mA, et la condition de fournir 400 mA est seulement 25 mA loin du point de fonctionnement optimal de ce canal de module de commande 5.
Si le courant électrique requis par le premier groupe d'éclairage 2 augmente (par exemple, jusqu'à 600 mA), le premier convertisseur 8 n’est pas suffisant pour fournir le courant électrique requis. Le deuxième convertisseur 9 est donc connecté au premier canal d'attaque 5, de manière à pouvoir fournir jusqu'à 1 A. Dans cette situation, le point de fonctionnement optimal se situe à 750 mA, et le courant fourni n'est éloigné que de 150 mA du point de fonctionnement optimal.
Si l'on veut obtenir un réglage plus fin, le deuxième convertisseur peut avoir une capacité inférieure, de sorte que le point de fonctionnement optimal peut être encore plus proche des besoins actuels à chaque instant.
Ce même conducteur peut également résoudre un autre problème. Les deuxième et troisième groupes de lumière 3, 4 ne sont pas activés en même temps. Le deuxième groupe de lumière 3 assure la fonction d'éclairage diurne, tandis que le troisième groupe de lumière 4 assure la fonction de feux de croisement. Ces deux fonctions d'éclairage ne sont pas nécessaires en même temps.
C'est la raison pour laquelle un convertisseur supplémentaire 11 est disposé en liaison avec les deuxième et troisième canaux de module de commande 6, 7. Comme il n'est pas nécessaire d'avoir une forte demande de courant dans les deuxième et troisième canaux de module de commande en même temps, le convertisseur supplémentaire 11 est connecté alternativement à l'un des canaux de module de commande ou à l'autre.
Cette montre l'ensemble électronique dans une première position, où le premier groupe de lumière 2 a un faible besoin en courant (le premier canal de module de commande 5 ne reçoit donc l'énergie que d'un convertisseur 8), le deuxième groupe 3 a un faible besoin en courant et le troisième groupe 4 a un besoin en courant élevé (le convertisseur supplémentaire 11 est donc connecté au troisième canal de module de commande 7).
La montre le même ensemble électronique de la dans une position différente.
Dans ce cas, la demande de courant dans le premier groupe de lumière 2 est augmentée, car la température dans ce module est plus élevée et une plus grande quantité de courant électrique est nécessaire pour maintenir une valeur acceptable de flux lumineux. Dans le même temps, la demande de lumière du deuxième groupe de lumière 3 a également augmenté, tandis que le troisième groupe de lumière 4 a été éteint.
Dans ce scénario, le convertisseur 9 qui était disposé pour fournir une quantité supplémentaire de courant au premier canal de module de commande 5 est connecté et le convertisseur supplémentaire 11 est déconnecté du troisième canal de module de commande 7 et connecté au deuxième canal 6.
Claims (8)
- Ensemble électronique pour un dispositif d'éclairage automobile, l'ensemble électronique comprenant
- une pluralité de convertisseurs (8, 9, 10, 11, 12)
- au moins un canal de module de commande (5, 6, 7) étant alimenté électriquement par au moins un convertisseur (8, 9, 10, 11, 12)
- une pluralité de sources lumineuses à l’état solide (2, 3, 4), au moins une source lumineuse à l’état solide recevant un courant et un signal de commande de chaque canal de module de commande (5, 6, 7)
- au moins l'un des convertisseurs (8, 9, 10, 11, 12) est agencé pour être sélectivement connecté ou déconnecté pour fournir différentes valeurs de courant à au moins l'un des canaux de module de commande (5, 6, 7).
- Ensemble électronique selon la revendication 1, dans lequel au moins un des convertisseurs est agencé pour être sélectivement connecté ou déconnecté à au moins deux canaux de module de commande différents (5, 6, 7).
- Ensemble électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux des convertisseurs ont la même valeur de sortie.
- Ensemble électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux des convertisseurs ont une valeur de sortie différente.
- Ensemble électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un élément de module de commande (1), comprenant les convertisseurs (8, 9, 10, 11, 12) et les canaux de module de commande(5, 6, 7).
- Dispositif d'éclairage automobile comprenant un ensemble électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- Procédé de commande d'une pluralité de sources lumineuses à semi-conducteurs dans un dispositif d'éclairage automobile selon la revendication précédente, le procédé comprenant les étapes suivantes
- établir une valeur seuil de flux lumineux
- alimenter un canal de module de commande avec au moins un convertisseur de sorte que les sources lumineuses à l’état solide correspondant au convertisseur reçoivent une première valeur de courant qui implique une valeur de flux lumineux supérieure à la valeur de seuil de flux lumineux ;
- permettre une connexion électrique entre un convertisseur supplémentaire et le canal du conducteur lorsqu'un besoin d'augmentation du courant est détecté.
- Procédé selon la revendication 7, dans lequel le besoin d'augmentation de courant est causé par une augmentation de température dans une source de lumière.
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