Brevet FR2702866A1 — publié le 19940923

Dispositif routier de signalisation lumineuse L'invention se rapporte à un dispositif routier de signalisation alumineuse, en particulier des feux de signalisation. Les feux de signalisation sont devenus de nos jours un dispositif de base dans la régulation du trafic routier, notamment aux carrefours, aux passages pour piétons protégés ou aux croisements des routes et des voies ferrées pour trains ou tramways vicinaux. Dans le cas de feux de signalisation tricolores, les différentes couleurs rouge, orange, et vert fournissent aux usagers de la route des messages lumineux leur signalant qu'il faut circuler, ralentir ou s'arrêter. Lorsqu'il s'agit de carrefours, une armoire de commande électronique de type connu, qui est généralement agencée à chaque carrefour, assure la coordination des signaux électriques qui commandent les sources lumineuses des feux de signalisation. Dans des dispositifs connus, l'armoire de commande détecte par voie électrique le rayonnement correct émis par les sources lumineuses. En effet, pour des raisons évidentes de sécurité, si 1'armoire de commande branche une source lumineuse déterminée il faut que celle-ci s'allume. Si un mauvais fonctionnement ou une panne de la source lumineuse survient, l'armoire de commande doit le détecter et amener l'ensemble des feux de signalisation du carrefour à un mode de signalisation de détresse, tel le feu orange clignotant. Les feux de signalisation sont maintenus en mode de détresse tant que la source lumineuse défectueuse n'a pas été réparée. Ainsi, l'armoire de commande effectue de manière connue un test de détection électrique en tout ou rien sur l'alimentation feux rouges. La présence d'un courant électrique qui alimente la source lumineuse du foyer ou du feu précité est vérifiée. Ce test doit être le plus fiable possible pour des raisons de sécurité de circulation. Néanmoins, les mesures de détection électrique, que ce soit en tension, en courant, ou en déphasage entre tension et courant, ne sont effectuées que par l'intermédiaire de représentations paramétriques du flux de rayonnement émis par les sources lumineuses. L'inconvénient du dispositif connu réside dans le fait que les paramètres peuvent varier et s'altérer avec le temps, d'une part. D'autre part, il s'avère que le contrôle est le plus fiable lorsque la lumière émise elle-même est analysée et non pas un paramètre électrique qui est lié à celle-ci. Toutefois, le test électrique précité est assez satisfaisant lorsqu'il s'agit de sources lumineuses de type simple telles que des ampoules à incandescence. En cas de panne, le filament de l'ampoule se sectionne, le circuit électrique est ouvert et l'armoire de commande détecte l'anomalie et commute les feux de signalisation au mode orange clignotant. En revanche, lorsqu'il s'agit de sources lumineuses du type tube fluorescent, lampe halogène ou platine à diodes électroluminescentes, la détection proprement électrique perd de sa fiabilité. En effet, ces sources lumineuses sont alimentées en 220 Volts par l'intermédiaire d'un transformateur. Les tubes fluorescents ou les diodes électroluminescentes sont connectés au secondaire du transformateur. Si une panne apparaît, elle n'est réellement détectable en circuit ouvert qu'au secondaire du transformateur, tandis qu'au primaire, le courant électrique circule toujours. L'armoire de commande, qui est connectée au primaire du transformateur, ne détecte donc pas l'anomalie du rayonnement lumineux. Il en résulte un risque considérable de perturbation du trafic routier, voire même d'accidents, la sécurité routière s'en trouvant ainsi gravement affectée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif routier de signalisation lumineuse fiable et de sécurité, qui est indépendant des paramètres du rayonnement lumineux auquel lesdits paramètres sont liés par une relation pouvant s'altérer avec le temps et qui détecte le rayonnement lumineux lui-même, directement. A cette fin, le dispositif comprend au moins une source lumineuse produisant un signal lumineux, un détecteur, un moyen de transmission reliant le détecteur à l'une des sources lumineuses, ainsi qu'une armoire de commande produisant un signal de commande. Le dispositif suivant l'invention est remarquable en ce que le moyen de transmission comprend une fibre optique, qui est agencée pour transmettre le signal lumineux précité au détecteur et en ce qu'un conducteur électrique est prévu entre le détecteur et la source lumineuse de manière à former un bouclage entre le détecteur et la source lumineuse, la transmission électrique du signal de commande à la source lumineuse étant assurée par le conducteur électrique. L'incorporation de la fibre optique dans le dispositif suivant l'invention permet donc un captage direct du rayonnement lumineux. En outre, les perturbations dues à des parasites sont ainsi évitées. D'autres particularités et avantages du dispositif suivant l'invention sont définis dans les sousrevendications. Le dispositif routier de signalisation lumineuse suivant l'invention est décrit de manière plus détaillée ciaprès à l'aide de quelques exemples de réalisation et des dessins annexés. La figure 1 représente une vue d'ensemble schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif routier de signalisation lumineuse suivant l'invention pour une source lumineuse de type tube fluorescent. La figure 2 illustre une vue éclatée des moyens de fixation mécaniques pour le dispositif suivant la figure 1. La figure 3 illustre la mise en place des moyens de fixation mécaniques pour le dispositif suivant la figure 2. La figure 4 illustre une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention, utilisant une lampe sodium ou halogène avec transformateur intégré. La figure 5 illustre une vue schématique d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. La figure 6 illustre une vue en détail d'un élément du dispositif suivant la figure 5. La figure 7 illustre un schéma électronique du dispositif suivant l'invention. La figure 8 représente un schéma-bloc d'un circuit électronique du dispositif suivant l'invention. Le trafic routier notamment à hauteur d'un passage pour piétons ou d'un carrefour, est géré par des feux de signalisation agencés pour émettre des signaux lumineux SL SOUS la commande d'une armoire de commande électronique 1, qui est située à proximité de chaque carrefour et qui engendre un signal de commande électrique sc destiné aux feux de signalisation précités. Le signal de commande sc traverse un circuit électronique 25 avant d'alimenter un transformateur 4 d'une source lumineuse 5, formé dans le cas représenté sur la figure 1 d'un tube fluorescent. Un moyen de transmission 6 est agencé entre le circuit électronique 25 et la source lumineuse 5. Le moyen de transmission, qui est avantageusement formé par une fibre optique, est agencé pour transmettre le signal lumineux sL précité à un détecteur 2. Si une perturbation sur le signal lumineux est captée par la fibre optique 6, un signal perturbé est reçu par le détecteur 2 et est analysé dans le circuit électronique 25 qui est avantageusement compris dans le détecteur. Ceci provoque une ouverture du circuit électronique 25 entre l'entrée 11 et la sortie 12 de celui-ci. Il en résulte que le primaire du transformateur 4 est déconnecté. L'armoire de commande 1 assimile cet état à une lampe à incandescence au filament coupé et elle fait basculer les feux de signalisation du carrefour au mode clignotant. Des moyens de fixation 7 sont prévus pour connecter mécaniquement la fibre optique 6 au tube fluorescent 5 comme illustré sur la figure 2. Les moyens de fixation 7 comprennent un collier coulissant 8 dans lequel est agencé pratiquement transversalement un rivet 9, par exemple en matière plastique. La fibre optique 6 est insérée de manière coaxiale dans le corps du rivet 9 jusqu'à venir à fleur de sa surface opposée, qui est destinée à être tournée face au tube fluorescent et sensiblement perpendiculairement à ladite surface. L'ensemble est ensuite serti mécaniquement par une bague de serrage 10, par exemple une corolle en matière plastique. Le collier 8 présente avantageusement à une extrémité une portion formant épaulement transversal qui est pourvue d'un passage pratiquement longitudinal agencé pour permettre le bouclage sur lui-même du collier. Comme illustré sur la figure 3, le collier coulissant 8 est enroulé autour du tube fluorescent 5 qui est sensiblement cylindrique. Cela permet ainsi de maintenir la fibre optique 6 perpendiculairement au faisceau lumineux émis par le tube fluorescent. Ce dispositif mécanique de fixation est avantageux pour obtenir une mesure précise du rayonnement lumineux à hauteur du tube fluorescent. Par ailleurs, le tube fluorescent est pourvu à une extrémité d'une patte de connexion 22 vers le transformateur 4. Dans le deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 4, le foyer lumineux est constitué d'une parabole 12 au centre de laquelle est prévue une lampe halogène ou sodium 13. Le transformateur 4 peut être intégré à la lampe, comme dans le cas représenté. Le signal de commande sc produit par 1'armoire de commande 1 passe par le circuit électronique 25 et il ressort de celui-ci pour alimenter le primaire du transformateur 4. La fibre optique 6 est fixée de préférence sur le haut de la parabole 12, par un support 14, tel un pied en matière plastique, par exemple par collage. La fibre optique 6 est dirigée vers la lampe 13, ainsi qu'il ressort de la figure 4. Un captage optimal par la fibre optique du rayonnement émis par la lampe est ainsi assuré. Sur la figure 5 est illustré un troisième mode de réalisation du dispositif adapté à une platine à diodes électroluminescentes. Le flux lumineux d'une platine à diodes électroluminescentes est constitué par la somme algébrique optique de la lumière émise par chacune des diodes électroluminescentes. L'ensemble des diodes électroluminescentes est agencé de manière à former un champ de diodes par exemple circulaire, les diodes électroluminescentes étant elles-mêmes agencées par cercles concentriques ainsi qu'il apparaît de la figure 5. La fibre optique 6 est agencée en regard de la platine sur une longueur déterminée à partir d'une de ses extrémités et pratiquement parallèlement à la platine, de manière à pouvoir être fixée à au moins l'une des diodes électroluminescentes 15. La fibre optique 6 est dénudée sur ladite longueur déterminée. Avantageusement, la fibre optique 6 est dénudée à partir de son extrémité précitée au moins jusqu'à la limite du champ de diodes électroluminescentes précité, comme visible sur la figure 5. La portion dénudée de la fibre optique est avantageusement poncée sur toute sa longueur, de préférence, linéairement, dans un sens croissant de ponçage en se dirigeant vers l'extrémité précitée de la fibre optique. La fibre optique est maintenue sur quelques-unes des diodes électroluminescentes qui sont logées dans une gaine de fixation 16 permettant le rattachement de la fibre optique aux diodes gainées précitées, de manière a pouvoir récupérer la somme des rayonnements lumineux latéraux émis par chacune des diodes électroluminescentes comme représenté sur la figure 6. Le moyen de fixation 26 présente une forme approximativement annulaire de manière à permettre le passage de la fibre optique dans l'ouverture de l'anneau de fixation 26, lequel se rattache latéralement au support de diode 16 comme représenté sur la figure 6, de manière à capter le flux de rayonnement latéral de dispersion des diodes électroluminescentes. Ceci permet de ne devoir détecter et analyser que des flux de dispersion latéraux qui sont inférieurs quantitativement aux flux principaux. Le dimensionnement correspondant des composants du circuit électronique 25 servant à la détection et à l'analyse des signaux lumineux permettra ainsi une fabrication moins coûteuse dudit circuit. Le dispositif électronique suivant l'invention détectera une déficience du foyer pour l'extinction d'une partie prédéterminée du champ de diodes dont le seuil est réglable. De préférence, une partie de la portion dénudée de la fibre optique 6 est disposée de manière sensiblement circulaire et concentrique avec les agencements circulaires de diodes électroluminescentes 15. A cette fin, la portion dénudée de la fibre est enroulée sur elle-même, la fibre optique étant fixée sur elle-même dans la zone de jonction résultant de l'enroulement. L'extrémité précitée de la fibre optique est éventuellement fixée, après enroulement, à la fibre, par exemple par collage. Le nombre et l'emplacement des diodes gainées est sélectionné de manière à permettre une segmentation du champ de diodes électroluminescentes qui sont ainsi regroupées autour de chaque diode gainée, par paquets d'un nombre préétabli de diodes, par exemple huit comme sur la figure 5. Par ailleurs le ponçage précité de la portion dénudée 31 de la fibre optique engendre des irrégularités à la surface de ladite portion 31 de la fibre sous la forme d'aspérités superficielles lesquelles exercent une influence sur la conduction optique de la fibre 6. Grâce en particulier au ponçage progressif linéaire tel que décrit ci-dessus on peut équilibrer la perte de transmission du signal lumineux due à la distance parcourue par celui-ci par l'effet compensatoire du ponçage linéaire précité sur la transmission du signal lumineux. Il en résulte que le recueil lumineux est constitué par un sommateur à fibre optique. Un schéma électronique exemplaire pour le circuit électronique 25 du dispositif est représenté sur la figure 7. Les entrées El et E2 du dispositif sont connectées directement à l'armoire de commande électronique 1. Entre les sorties S1 et S2 sont connectés les primaires des transformateurs des sources lumineuses. Le circuit électronique suivant l'invention est alimenté par l'intermédiaire du transformateur TR1, d'un pont de diodes PT2 qui est branché sur le secondaire du transformateur, d'un condensateur Cl et d'un circuit intégré IC2 qui sont agencés de manière à délivrer une alimentation continue stabilisée au circuit électronique 25 du dispositif. Le circuit électronique 25 comprend un étage de détection A comportant- un phototransistor T1, des résistances R1 et R2 et une capacité C2, lesquelles sont agencées pour polariser le phototransistor T1 sous l'action d'un rayonnement F1 émis par la fibre optique. Le signal issu du transistor T1 est recueilli et amplifié dans un étage d'amplification B comprenant un amplificateur 1/4il1 et des résistances R3 et R4. Le signal amplifié est ensuite amené à un étage de comparaison C comprenant un comparateur 2/4 ICi et des résistances R5 et R6 ainsi que R7, R8, R9, et R10. Le signal amplifié est comparé dans cet étage C à un seuil fixe de comparaison déterminé par les valeurs des résistances R7, R8, R9, et RlO. Le signal résultant de cette comparaison est envoyé à l'étage de puissance E constitué par des résistances R17 et R18 et par un transistor T2 qui commande un relais Re. Le relais est agencé pour coopérer avec des diodes D4 et D5 et un condensateur C5. Le relais Re comprend un deuxième contact qui commande l'auto-alimentation du circuit électronique 25 dont le réglage est assuré par la diode D5 et le condensateur C5. En outre, le relais Re comprend un deuxième contact qui commande un pont de diodes PTl qui est branché sur les bornes d'entrée El, E2 de manière à pouvoir être utilisé en interrupteur de puissance en tout ou rien. Le pont de diodes PT1 permet d'assurer la mise hors circuit du primaire du transformateur des foyers lumineux, comme mentionné précédemment. Un étage anti-parasite D est avantageusement incorporé dans le circuit électronique 25 entre l'étage de comparaison C et l'étage de puissance E. Cet étage D comprend une diode D2, des résistances R11 et R12, un condensateur C3, des résistances R13 et R14, un circuit intégré 3/4ICi, des résistances R15 et R16 montées en aval du circuit intégré 3/4ICI, et une diode D3. Cet étage D permet de réaliser un anti-rebond qui empêche des déclenchements intempestifs pouvant survenir lors de la mise sous tension ou hors tension des circuits inductifs primaires des transformateurs. Lorsqu'un signal de commande électrique sc est engendré par l'armoire de commande 1, l'une des sources lumineuses est mise sous tension et s'allume. Si la source lumineuse débite un signal lumineux correct, le seuil fixe de comparaison est établi à zéro et le niveau de sortie du comparateur 2/4IC1 est nul. Dans ce cas, le transistor T2 est bloqué de sorte que le relais Re conserve sa position initiale. I1 en résulte que le pont de diodes PTI est passant. Dès lors, la sortie S2 est connectée à la borne d'entrée E2. Par conséquent le circuit d'alimentation du transformateur est toujours fermé. Par contre, si la source lumineuse est défectueuse ou présente une perturbation quelconque, le niveau de sortie du comparateur 2/4IC1 est positif. Dans ce cas, le transistor T2 devient passant et le relais Re se colle. Le premier contact 101 du relais l'auto-alimente par le déchargement du condensateur C5 coopérant avec la diode D5 tandis que le deuxième contact 102 du relais déconnecte le pont de diodes PTl qui se bloque. Il en résulte que le circuit entre S2 et E2 est ouvert. De ce fait, le transformateur est déconnecté au primaire pendant un temps prédéterminé qui est lié à la constante de temps du condensateur C5 et à la valeur résistive de la bobine du relais Re. Ainsi, l'armoire de commande 1 détecte cette variation en tout ou rien induite par l'ouverture du circuit de commande.Par exemple, l'autoalimentation du dispositif électronique persiste pendant environ deux secondes ce qui suffit à l'armoire de commande pour faire basculer le carrefour en mode clignotant. D'autres aspects du fonctionnement du dispositif suivant l'invention sont décrits ci-après. La fibre optique 6 transmet au détecteur 2, en particulier au circuit électronique 25, la lumière émise par l'une des sources lumineuses 5 logée dans un foyer d'un feu de signalisation par exemple tricolore. Le dispositif électronique 25 est traversé par la commande électrique sc de l'armoire de commande l. L'intensité de la lumière émise par le foyer est analysée par le circuit électronique 25 qui détermine le bon fonctionnement ou non de la source lumineuse. Si la source lumineuse est défectueuse le dispositif électronique produit une ouverture du circuit de l'armoire de commande 1. Il en résulte que le primaire du transformateur est déconnecté.L'armoire de commande 1 détecte ainsi une variation en tout ou rien résultant de l'ouverture du circuit de commande et amène les feux de signalisation du carrefour au mode orange clignotant, signalant ainsi qu'il y a une panne. Le dispositif électronique suivant l'invention est alimenté en parallèle sur la commande électrique de l'armoire. Dans le cas d'une détection de panne, le circuit est ouvert de sorte que le dispositif s'auto-alimente pendant l'ouverture du circuit. Puisque le circuit est interrompu, l'armoire de commande ne détecte plus aucun courant électrique. A titre d'exemple illustratif, les composants ont les valeurs qui suivent R1 10 k# C1 100 F 25V Re Rz 2Hl2 miniature 2RT R2 100 k# C2 0,47 F 25V TR1 1x15V 1,8 VA R3 10 kQ C3 10 F 25V PT1 B 380 C 1500 R4 100 k# C4 33 25V PT2 B 110 C 1000 R5 10 k# C5 3300F 25V R6 100 k# R7 4,7 kQ R8 5,6 k# D2 1N4148 R9 10 k# D3 BYV 10.30 R10 100 k# D4 1N4148 R11 5,6 k# D5 BYV 10.30 R12 10 kQ R13 4,7 kQ R14 10 k# TI MFOD 72 R15 10 k# T2 2N2222 R16 560 k# R17 39 kQ ICI LM224 R18 10 kQ IC2 7812 REVENDICATIONS 1. Dispositif routier de signalisation lumineuse comprenant au moins un feu de signalisation comportant au moins une source lumineuse produisant un faisceau lumineux, un détecteur, pour produire un signal représentant l'état de fonctionnement du feu, ainsi qu'une armoire de commande produisant un signal de commande, caractérisé en ce que l'entrée du détecteur est connectée au feu par une fibre optique (6), de manière que le détecteur réponde directement à un signal optique dérivé du faisceau lumineux. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (2) comprend un circuit électronique (25) comportant un étage de conversion pour convertir le signal optique précité (so) en un signal électrique, suivi d'un étage de comparaison (C) agencé pour comparer le signal (so) amené par la fibre optique (6) au signal de commande (sc) et en ce que le signal (s) résultant de la comparaison est amené au feu par un bouclage (21). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique (25) comprend en outre un étage de détection (A) et un étage d'amplification (B), ainsi qu'un étage anti-parasite (D) et un étage de puissance (E), lesdits étages (A, B, C, D, E) étant montés successivement en cascade. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'étage de puissance (E) présente à sa sortie un relais Re qui comprend un circuit d'excitation et au moins un premier contact (101) agencé pour faire commuter la source lumineuse en un mode de rayonnement de détresse. 5. Dispositif suivant la revendications 4, caractérisé en ce que l'étage de puissance (E) présente en outre à sa sortie un condensateur (C5) et une diode (D5) et en ce que le relais (Re) comprend un deuxième contact (102), le condensateur (C5) et la diode (D5) coopérant mutuellement pour l'auto-alimentation du circuit électronique (25) lorsque le deuxième contact (102) est ouvert. 6. Dispositif suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source lumineuse est constituée d'une platine de diodes électroluminescentes (15) qui sont réparties sur la platine suivant une disposition prédéterminée et en ce qu'une partie de la fibre optique (6) est agencée en regard de la platine entre les diodes électroluminescentes (15) de manière à réduire au maximum la distance moyenne entre l'ensemble des diodes électroluminescentes (15) situé sur la platine et la fibre optique (6). 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite partie de la fibre optique située en regard de la platine de diodes est dénudée. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la fibre optique (6) présente sur sa partie dénudée, une surface irrégulière qui est pourvue d ' aspérités. 9. Dispositif suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la partie dénudée de la fibre optique (6) présente un nombre d'aspérités croissant progressivement à partir du bord de la platine vers l'intérieur de celle-ci. 10. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (15) sont disposées sensiblement suivant une série de cercles concentriques de manière pratiquement équidistante sur chacun de ceux-ci et en ce que ladite partie de la fibre optique (6) est enroulée de manière concentrique avec les cercles précités sur un cercle sensiblement médian, la fibre optique étant fixée à un nombre prédéterminé de diodes (15) 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la fibre optique (6) est fixée latéralement aux diodes (15) à une distance déterminée de la platine, de manière à capter le flux latéral de dispersion émis par celles-ci.