Brevet FR2686164A1 — publié le 19930716

La présente invention est relative à un dispositif de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur et, plus particulièrement, à un tel dispositif comprenant une cellule électrochromique. En conduite de nuit, notamment, la lumière des phares d'un véhicule automobile est réfléchie par un ou plusieurs rétroviseurs dans les yeux du conducteur du véhicule précédent. Le conducteur peut être alors ébloui par cette lumière et gêné dans sa conduite du véhicule, qui peut devenir dangereuse. On a conçu de nombreux dispositifs permettant de faire varier manuellement ou automatiquement la réflectance d'un rétroviseur, pour éviter cet éblouissement (voir par exemple le document de brevet US-A-4.793.690). On a proposé en particulier de moduler la réflectance d'un rétroviseur en commandant la densité optique d'une cellule électrochromique, ou à cristaux liquides, disposée devant la surface réfléchissante du rétroviseur. En particulier, une cellule électrochromique est constituée par une couche liquide ou solide d'un matériau électrolytique confiné entre deux électrodes transparentes et qui, sous l'effet de l'application d'une tension entre les deux électrodes, prend une coloration due à la formation d'une couche métallique sur une des électrodes, à l'insertion d'ions dans une couche d'oxyde ou à l'échange d'électrons dans un matériau organique. En faisant ainsi varier électriquement la densité optique de la cellule, on peut moduler la réflectance du rétroviseur et diminuer celle-ci, par exemple, lorsque le conducteur d'un véhicule risque d'être ébloui par les phares du véhicule qui le suit. Les demandes de brevet français No. 91 00223 et 91 11374, toutes deux déposées par la demanderesse, sont respectivement relatives à un matériau électrolytique électrochrome et à une cellule électrochromique utilisables à cet effet. Les dispositifs de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur connus à ce jour présentent des inconvénients. Parmi ceux-ci on trouve une adaptation imparfaite à la sensibilité de l'oeil du conducteur et une lenteur de réaction due à la présence de constantes de temps dans la réponse du dispositif, ces constantes de temps résultant de filtrages de signaux, nécessaires pour éviter des basculements erratiques de la réflectance du rétroviseur. Cette lenteur rend ces dispositifs de commande connus impropres dans un trafic routier important où l'intensité de la lumière réfléchie par le rétroviseur vers le conducteur varie fréquemment. En outre, les réglages manuels dont dispose le conducteur pour adapter la réponse du dispositif à sa propre sensibilité à ltéblouissement sont restreints et mal compris des utilisateurs. La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur qui présente une réponse rapide, et qui soit adapté également à des trafics routiers intenses. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel dispositif qui soit bien adapté à la réponse de l'oeil et facilement ajustable par le conducteur à sa sensibilité particulière à l'éblouissement. On atteint ces buts de 1 invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur, du type qui comprend une surface réfléchissante, une cellule électrochromique adjacente à cette surface, des moyens sensibles à un flux lumineux éclairant ladite cellule pour former un signal représentatif de l'intensité de ce flux lumineux et des moyens de comparaison alimentés par ce signal pour commander sélectivement une commutation de la transparence de la cellule entre au moins des premier et deuxième niveaux. Suivant l'invention, le dispositif comprend des moyens d'hystérésis sensibles à l'état de la cellule pour commander la valeur d'un seuil de commutation des moyens de comparaison en fonction de cet état. Comme on le verra en plus de détail dans la suite, lesdits moyens d'hystérésis empêchent un fonctionnement erratique de la commande de réflectance du rétroviseur, sans affecter la rapidité de la réponse de cette commande. Suivant un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, l'état de la cellule est commandé par un relais placé en série avec un organe de commutation électronique tel qu'un transistor, lui-même commandé par la sortie des moyens de comparaison, les moyens d'hystérésis étant sensibles à la conduction ou à la non-conduction de cet organe pour faire basculer sélectivement la valeur du seuil de commutation des moyens de comparaison entre des première et deuxième valeurs prédéterminées. Suivant une caractéristique avantageuse du dispositif selon l'invention, celui-ci comprend un étage de puissance distinct pour l'alimentation de la cellule électrochromique, le relais assurant l'activation ou la désactivation de cet étage sous la commande des moyens de comparaison. Cette disposition est particulièrement efficiente car l'étage de puissance n ' est mis sous tension que lorsque la cellule électrochromique doit être alimentée. Suivant encore une autre caractéristique avantageuse du dispositif selon l'invention, celui-ci comprend des moyens de traitement du signal délivré par les moyens sensibles au flux lumineux éclairant la cellule électrochromique, ces moyens délivrant aux moyens de comparaison un signal de tension évoluant de manière sensiblement logarithmique quand le flux lumineux éclairant la cellule dépasse un seuil prédéterminé. On obtient ainsi une bonne adaptation de la réponse du dispositif à la sensibilité de l'oeil, depuis le seuil scotopique jusqu'au seuil d'éblouissement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma du dispositif de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur suivant l'invention, - la figure 2 est un graphe représentant la tension de sortie de moyens de traitement d'un signal délivré par des moyens sensibles au flux lumineux incident sur le miroir du rétroviseur, et - la figure 3 représente des graphes utiles à l'explication du fonctionnement du dispositif suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé pour décrire la structure du dispositif suivant l'invention. Celui-ci sert à commander la réflectance d'un miroir 1 incorporé à un rétroviseur de véhicule automobile par exemple, ce miroir étant constitué essentiellement par une cellule électrochromique. Classiquement une telle cellule comprend deux plaques transparentes 2,3 enduites intérieurement d'un revêtement conducteur 4,5 respectivement constituant des électrodes, un matériau électrochromique 6 liquide ou solide étant enfermé entre les deux plaques qui définissent avec un joint périphérique 7 un volume fermé confinant ce matériau. En appliquant une tension électrique entre les deux électrodes, on peut agir sur la densité optique de la cellule Dans son application à la réalisation d'un rétroviseur, une des électrodes peut être rendue totalement réfléchissante, la lumière éclairant la cellule traversant l'autre électrode, transparente, pour se réfléchir sur l'électrode réfléchissante. La surface réfléchissante du rétroviseur peut aussi être extérieure à la cellule et être formée, par exemple, sur une face externe d'une des deux plaques transparentes limitant cette cellule. La quantité de lumière réfléchie est fonction de la densité optique de la cellule. On comprend que l'on peut ainsi abaisser sélectivement cette quantité de lumière quand la lumière qui éclaire une face de la cellule est trop vive et risque d'éblouir le conducteur. Tout ce qui précèdeest bien connu et ne sera donc pas décrit en plus de détail dans la présente demande de brevet. Le dispositif de commande de la réflectance de la cellule comprend des moyens 8 agencés de manière à être sensibles au flux lumineux émis, par exemple par les phares d'un véhicule automobile, vers la surface du miroir du rétroviseur. Ces moyens peuvent être constitués par une photorésistance ou, comme représenté à la figure 1, par une photodiode 8 telle qu'une photodiode au silicium. La photodiode 8 est montée en générateur de courant et alimente l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel qui réalise une conversion courant-tension. Une résistance Ro de contre-réaction définie la transconductance de l'amplificateur opérationnel. Une diode de Zener 10 est montée en parallèle sur la résistance Ro pour une raison que l'on expliquera plus loin. La sortie de l'amplificateur opérationnel 9 alimente l'entrée positive de moyens de comparaison 11 constitués par un amplificateur opérationnel monté en comparateur. Un filtrage de la sortie de l'amplificateur 9 est établi par une résistance R1 et une capacité C0. Il s'agit d'un filtrage léger, de constante de temps de l'ordre de 0,1 seconde par exemple, propre à rendre le dispositif insensible à des variations fugitives de flux lumineux telles que celles que l'on rencontre en conduite de nuit en ville. Il permet aussi de filtrer le bruit d'amplification développé par l'amplificateur 9. L'entrée négative du comparateur 11 est connectée à un contact potentiométrique 22 glissant sur une résistance R2 formant partie d'un pont de résistance R2, R3, R4 connectées en série entre les bornes positive et négative respectivement d'une source d'énergie électrique. Dans un véhicule automobile cette source est constituée par une batterie. On verra plus loin le rôle de ce contact glissant. La sortie du comparateur 11 commande la base d'un transistor 12 à travers une résistance R5, la base de ce transistor étant polarisée par une résistance R6 connectée à la borne négative de la batterie. Le transistor 12 commande le passage d'un courant dans un relais 13 connecté entre la borne positive de la batterie et une électrode du transistor 12 dont l'autre électrode est connectée à la borne négative de la batterie. Une diode 14 placée en parallèle sur le relais 13 protège le transistor 12 des surtensions selfiques susceptibles d'apparaître aux bornes du relais 13. Les tensions commandant les réactions électrochimiques dans la cellule électrochromique sont faibles (de l'ordre de 1 à 2 V). Suivant l'invention, l'adaptation nécessaire de la tension délivrée par la batterie du véhicule (12 V par exemple) est réalisée au moyen d'un étage de puissance 15 propre à la cellule, cet étage étant sélectivement connecté par le relais 13 à la source d'énergie électrique que constitue la batterie. Ainsi l'étage 15 ne consomme de l'énergie que lorsque la cellule doit être mise sous tension pour s'obscurcir, solution particulièrement attrayante du point de vue économique. On remarquera que le reste du dispositif suivant l'invention, constitué de composants tolérant de larges variations de tension, s'accommode d'une alimentation directe par la batterie. L'étage de puissance 15 est connecté par une borne d'entrée 16 à la borne positive de la batterie. La sortie 17 de l'étage 15 est connectée à une électrode 5 de la cellule dont l'autre électrode 4 est connectée à une autre borne d'entrée 20 de l'étage 15. Le relais 13 commande un interrupteur 18 à deux positions. Dans l'une (représentée à la figure), les électrodes 4 et 5 de la cellule sont reliées par une résistance R7 et la cellule se décharge à travers cette résistance en revenant à un état clair si elle a été préalablement mise sous tension. Dans l'autre position de l'interrupteur 18, la borne négative de la batterie est connectée à l'autre borne d'entrée 20 de l'étage de puissance 15, ce qui a pour effet d'activer celui-ci qui délivre alors par sa sortie 17 une tension qui provoque un obscurcissement de la cellule, avec pour conséquence une diminution de la réflectance du miroir du rétroviseur. On comprend ainsi que, lorsque la tension délivrée par l'amplificateur 9 à la borne positive du comparateur 11 est inférieure à la tension établie sur la borne négative du comparateur, la sortie de ce comparateur bloque le transistor 12. Le relais n'est alors pas excité et l'interrupteur 14 reste dans la position représentée à la figure 1 où la cellule électrochromique 1 n'est pas mise sous tension. Celle-ci reste alors claire ou transparente et le rétroviseur présente une réflectance maximale. Ceci correspond à la situation dans lequel le flux lumineux éclairant le miroir du rétroviseur, tel qu'il est mesuré par la photodiode 8, est suffisamment faible pour que la réflectance du miroir n'ait pas à être diminuée afin d'éviter l'éblouissement du conducteur. Si la tension délivrée par l'amplificateur 9 à la borne positive du comparateur 11 est supérieure à la tension de référence fixée sur l'entrée négative de ce comparateur, la sortie du comparateur débloque le transistor 12 ce qui a pour effet d'exciter le relais 13 qui fait basculer l'interrupteur 18 dans la position où celui-ci met sous tension l'étage de puissance 15 de la cellule. Celui-ci délivre alors une tension adéquate qui provoque l'obscurcissement du matériau électrochrome contenu dans la cavité 6 de la cellule 1, ce qui a pour effet de diminuer la réflectance du rétroviseur. Cette situation correspond à une détection par la photodiode 8 d'un flux lumineux incident sur le miroir du rétroviseur, susceptible d'éblouir le conducteur et exigeant donc un abaissement de la réflectance de celui-ci. On comprend que la réflectance du rétroviseur peut être ainsi commutée entre deux niveaux correspondant à une forte réflectance et une faible réflectance, respectivement. Des commutations trop fréquentes d'un état vers l'autre, provoquées par des variations fortes et fugitives du flux lumineux incident sur le rétroviseur, tel qu'il est détecté par la photodiode 8, peuvent s'avérer pénibles pour le conducteur. Pour éviter cela on a utilisé dans la technique antérieure des dispositifs de filtrage qui ont pour inconvénient d'introduire des constantes de temps ralentissant les commutations de la réflectance du rétroviseur, y compris quand celles-ci sont souhaitées. Suivant une caractéristique importante du dispositif selon la présente invention, on pallie cet inconvénient à l'aide de moyens introduisant une hystérésis dans le seuil de commutation du comparateur 11. Sur la figure 1, ces moyens sont représentés par une liaison résistive 19 comprenant une résistance R6, entre l'entrée négative du comparateur 11 et le point commun 21 au transistor 12 et au relais 13. On comprend que, lorsque le transistor 12 conduit la tension en 21 est voisine de celle régnant sur la borne négative de la batterie alors que lorsque le transistor 12 ne conduit pas, elle est voisine de la tension sur la borne positive de la batterie. La tension sur l'entrée négative du comparateur est ainsi fixée à l'une ou l'autre de deux valeurs différentes, suivant l'état de conduction du transistor 12 et donc suivant l'état de la cellule, claire ou sombre. On se réfère aux graphes de la figure 3 pour expliquer le fonctionnement des moyens d'hystérésis introduits dans le dispositif suivant l'invention. On a représenté en A une évolution typique, dans le temps, de la tension de sortie Vs de l'amplificateur 9 et les deux valeurs V1 et V2 (Vî Un dépassement du seuil V1 à l'instant t1 ne provoque pas de basculement de la réflectance du miroir du rétroviseur vers une faible réf lectance car alors ce dépassement n'atteint pas le seuil V2. Cette situation correspond à une conduite de nuit pendant laquelle la réflectance du rétroviseur doit être maintenue à sa valeur maximum aussi longtemps que possible, sans commutation vers une valeur plus basse sous l'influence d'une variation forte et brève du flux lumineux éclairant le miroir, comme cela peut arriver quand des phares d'un autre véhicule l'éclairent fugitivement. Ce maintien du rétroviseur à sa réflectance maximum est illustré en B sur la figure 3, où l'on a représenté les variations de cette réflectance qui sont concomitantes aux fluctuations temporelles de la sortie de l'amplificateur 9 illustré à titre d'exemple en A sur cette figure. La réflectance du rétroviseur varie ainsi entre un niveau bas R1 et un niveau haut R2. A l'instant t2, la tension de sortie Vs de l'amplificateur 9 dépasse la tension V2 et provoque un basculement de la réflectance du rétroviseur à son niveau bas R1 pour réduire la quantité de lumière réfléchie par le rétroviseur dans les yeux du conducteur et éviter ainsi l'éblouissement de celui-ci. A l'instant t3 la tension de sortie Vs de l'amplificateur 9 chute brusquement en dessous du seuil V1 ce qui est significatif de la disparition de toute source lumineuse de forte intensité dans le champ du rétroviseur, qui retrouve alors son niveau de réflectance maximum R2. C'est ce qui se passe quand un véhicule équipé du rétroviseur suivant l'invention est dépassé par un autre véhicule. Suivant l'invention donc, pour éviter des basculements de la réflectance du rétroviseur dès que la tension de sortie de l'amplificateur 9 retombe en dessous de V2, c'est seulement lorsque cette tension de sortie passe en dessous du seuil V1 que la commutation a lieu. Ainsi, la valeur du seuil de commutation du comparateur 11 est-elle fonction du sens dans lequel évolue le flux lumineux éclairant le rétroviseur, et la valeur de ce seuil est écartée dans le même sens de l'autre seuil, suivant un fonctionnement hystérétique, de manière à éviter des commutations erratiques de la réflectance du rétroviseur, du fait de brèves variations non significatives du signal délivré par la photodiode 8. A l'instant t4, une brusque remontée de l'éclairement du rétroviseur (due par exemple aux phares d'un véhicule qui apparaissent dans ce rétroviseur après dépassement de ce véhicule) fait repasser la réflectance du rétroviseur à sa valeur basse R1, pour empêcher l'éblouissement du conducteur. Cet état se maintient jusqu'à l'instant t5 où l'éclairement du rétroviseur retombe en dessous de la valeur correspondant au seuil V1 (disparition des phares préalablement vus dans le rétroviseur). On observera sur le graphe B de la figure 3 que les commutations entre les deux niveaux de réflectance s'opèrent rapidement, n'étant pas ralenties par les constantes de temps importantes des systèmes de filtrage utilisés dans la technique antérieure pour éviter un basculement erratique de la réflectance du rétroviseur. Pour commuter hystérétiquement la valeur du seuil de commutation du comparateur 11 en fonction de l'état (à forte ou faible réf lectance) du rétroviseur, on peut penser normalement à identifier cet état à partir de la tension de commande de la cellule, ce qui exige un traitement électronique de cette tension. Suivant une caractéristique avantageuse de la présente invention, on évite cette complication en identifiant l'état de la cellule à partir du signal de commande du relais, ce qui n'exige aucun traitement et s'obtient par une simple liaison résistive 19. Comme on l'a vu plus haut, le signal de courant débité par la photodiode 8 est traité de manière à adapter la réponse du dispositif de commande suivant l'invention à celle de l'oeil humain, qui présente une caractéristique logarithmique aux forts niveaux d'éclairement. On a représenté à la figure 2 le graphe de la tension de sortie Vs (en volt) de l'amplificateur 9 en fonction de l'éclairement E de la photodiode (en lux). Au-dessus de quelques lux il apparaît que cette caractéristique est d'allure logarithmique, comme il est souhaité. Ce résultat est obtenu simplement, suivant l'invention, grâce à la diode de Zener 10 qui abaisse fortement, après son claquage, la transconductance de l'amplificateur. On choisit une diode de Zener dont la tension de claquage correspond à celle atteinte en sortie d'amplificateur 9 dès que l'éclairement de la cellule dépasse une valeur située par exemple entre 1 et 10 lux. Le dispositif suivant l'invention peut être équipé simplement de moyens sensibles à l'éclairage ambiant, autre que celui lu par la photodiode 8, comme cela est classique dans les dispositifs de commande de la réflectance d'un rétroviseur. On pourrait à cet effet disposer une photorésistance en lieu et place de la résistance R3 par exemple, pour influer sur le seuil de commutation du comparateur 11, en fonction de l'intensité de cet éclairage ambiant. De même, on peut prévoir des moyens de réglage manuels du seuil de commutation, manoeuvrables par le conducteur pour adapter le fonctionnement du dispositif à sa sensibilité propre à l'éblouissement. Pour ce faire le conducteur pourra agir sur un bouton lui permettant de deplacer le contact glissant 22 sur la résistance R2. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi, le basculement hystérétique du seuil de commutation du comparateur ll pourrait être commandé par des moyens autres que ceux décrits, par des moyens logiques tels qu'une bascule de Schmit par exemple ou par des moyens programmables tels qu'un microprocesseur. De même on pourrait commander l'alimentation de la cellule électrochromique avec un transistor placé en série avec une électrode de cette cellule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique de la réflectance d'un rétroviseur, du type qui comprend une surface réfléchissante, une cellule électrochromique (1) adjacente à cette surface, des moyens (8) sensibles à un flux lumineux éclairant ladite cellule pour former un signal représentatif de l'intensité de ce flux lumineux et des moyens de comparaison (11) alimentés par ce signal pour commander sélectivement une commutation de la transparence de la cellule (1) entre au moins des premier et deuxième niveaux, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'hystérésis (19) sensibles à l'état de la cellule pour commander la valeur d'un seuil de commutation des moyens de comparaison en fonction de cet état. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de la cellule est commandé par un relais (13) placé en série avec un organe de commutation électronique (12) lui-même commandé par la sortie des moyens de comparaison (11) et en ce que les moyens d'hystérésis sont sensibles à la conduction ou la non-conduction de cet organe (12) pour faire basculer sélectivement la valeur du seuil de commutation des moyens de comparaison (11) entre des première et deuxième valeurs prédéterminées (V1,V2). 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de commutation électronique est un transistor (12) dont la base est commandée par la sortie des moyens de comparaison (11), les moyens d'hystérésis étant constitués par une liaison résistive (19) entre une électrode du circuit du transistor (12) et une entrée (-) des moyens de comparaison consacrée au réglage du seuil de commutation. 4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un étage de puissance (15) distinct pour l'alimentation de la cellule électrochromique (1) et en ce que le relais (13) assure l'activation ou la désactivation de cet étage sous la commande des moyens de comparaison (11). 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (9,ru,10) du signal délivré par les moyens (8) sensibles au flux lumineux éclairant la cellule électrochromique (1), ces moyens de traitement délivrant aux moyens de comparaison (11) un signal de tension évoluant de manière sensiblement logarithmique quand le flux lumineux éclairant la cellule dépasse un seuil prédéterminé. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement comprennent un amplificateur opérationnel (9) et une diode de Zener (10) à tension de claquage prédéterminée, montée dans un circuit de contre-réaction de l'amplificateur pour modifier la transconductance de l'amplificateur (9) quand le flux lumineux éclairant la cellule (1) dépasse le seuil prédéterminé. 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de filtrage (Rt,Co) du signal de sortie de l'amplificateur opérationnel (9). 8. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22) de réglage manuels du seuil de commutation des moyens de comparaison (11), ces moyens agissant sur un pont de résistances (R2,R3,R4) disposé à l'entrée (-) de seuil des moyens de comparaison (11). 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le pont de résistances (R2,R3,R4) comprend une photorésistance (R3) sensible à l'éclairage ambiant. 10. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un transistor placé dans un circuit d'alimentation électrique de la cellule, la conduction de ce transistor étant commandée par la sortie des moyens de comparaison.