Brevet FR2775799A1 — publié le 19990910

l La présente invention concerne le domaine des moyens d'éclairage pour dispositifs indicateurs de véhicules automobiles, et, plus spécifiquement, de tels moyens comportant des diodes électroluminescentes. De tels circuits sont utilisés de manière courante au sein de tableaux de bord de véhicules automobiles. Les diodes électroluminescentes peuvent avoir pour fonction d'éclairer une partie du tableau de bord, d'illuminer intérieurement un bouton-poussoir ayant une partie translucide, ou encore d'illuminer un voyant de contrôle ou témoin lumineux lorsqu'un organe particulier du véhicule est défaillant ou bien en fonctionnement. On a représenté sur la figure 1 annexée un circuit électrique de véhicule automobile comportant des diodes électroluminescentes, conforme à l'état de la technique. Ce circuit comporte de manière classique une batterie B et un ensemble de branches montées en parallèle et comportant chacune une résistance R, une diode électroluminescente DE, et un transistor T, ces trois éléments étant montés en série sur chacune des branches. Ces branches ont chacune une de leurs extrémités reliée à une borne positive de la batterie B, et leur seconde extrémité reliée à une borne négative de la batterie B par une masse. Le transistor T de chacune des branches a pour rôle d'autoriser ou d'interrompre le passage d'un courant dans la branche considérée. Plus précisément, lorsqu'un transistor T donné reçoit sur sa base un signal apte à le rendre passant, un courant parcourt la branche considérée et la diode électroluminescente DE correspondante s'illumine. Lorsque le transistor T est bloqué, aucun courant ne traverse la branche et la diode électroluminescente DE est éteinte. De manière habituelle, chaque base d'un transistor T donné de la figure 1 est reliée ou bien à un dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un organe particulier d'un véhicule automobile, ou bien à une commande d'un accessoire spécifique, par exemple à la commande des projecteurs avant d'un véhicule. Dans ce dernier cas, la diode électroluminescente correspondante s'illumine lorsque l'accessoire (ces projecteurs) est (sont) mis en marche. Les résistances R sont des résistances de puissance dont le rôle est de contrôler l'intensité du courant traversant une branche lorsque le transistor T correspondant est passant afin d'adapter les caractéristiques de la batterie à celles des diodes électroluminescentes DE. Les circuits électriques de véhicules automobiles comportant des diodes électroluminescentes, utilisés jusqu'à présent, comportent des inconvénients majeurs. Compte tenu des caractéristiques des batteries et des diodes électroluminescentes existantes, les résistances R doivent dissiper une puissance élevée. Il faut en pratique recourir à des résistances R fortement dissipatives, coûteuses, et encombrantes. Elle provoquent par conséquent un échauffement important du dispositif indicateur ainsi éclairé. D'autre part, chaque transistor T doit être dimensionné pour supporter des surtensions à ses bornes, ces surtensions survenant notamment lorsque des transistors placés sur des branches parallèles commutent entre un état passant et un état bloquant. Dans le cas d'un circuit conforme à celui de la figure 1, o la batterie B délivre une tension de 12 volts, les transistors T doivent ainsi être dimensionnés pour supporter entre leurs bornes une tension au moins égale à 35 volts. De tels transistors dimensionnés pour supporter des surtensions importantes sont coûteux. Le but principal de la présente invention est de fournir un circuit électrique d'éclairage de véhicule automobile comportant des diodes électroluminescentes, qui soit d'encombrement et de coût réduits, et dans lequel l'énergie dissipée soit également réduite. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un circuit électrique d'éclairage d'un dispositif indicateur de véhicule automobile comportant une batterie, plusieurs diodes électroluminescentes, et des moyens de contrôle de l'alimentation des diodes électroluminescentes par la batterie, caractérisé en ce que ce que les diodes electroluminescentes sont montées en série et qu'il est prévu des moyens de mesure du courant électrique traversant les diodes électroluminescentes, associés à des moyens de commande et d'asservissement adaptés pour maintenir ce courant électrique à un point de consigne. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 précédemment décrite représente un circuit électrique de véhicule automobile comportant des diodes électroluminescentes, conforme à l'état de la technique; - la figure 2 représente un circuit électrique de véhicule automobile comportant des diodes électroluminescentes, conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 représente un circuit électrique conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel des diodes sont placées dans un sens contraire à celui de la figure 2; - la figure 4 représente un circuit électrique de véhicule automobile conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel des commutateurs à semi-conducteurs sont placés en parallèle de diodes électroluminescentes; - la figure 5 représente un circuit électrique de véhicule automobile comportant un contrôleur, illustrant un mode de réalisation de moyens de commande et d'asservissement conformes à la présente invention. Le circuit électrique de la figure 2 comporte un module d'alimentation représenté par un bloc référencé 10. Ce module comporte une entrée d'alimentation 200 reliée à une borne positive d'une batterie d'alimentation non représentée, et une entrée de commande 30 apte à recevoir un signal de mise en marche du module 10 ou d'arrêt de ce module. Le module d'alimentation 10 comporte une sortie 12 reliée à une première extrémité d'un segment 40. A une extrémité opposée à cette première extrémité, le segment 40 est relié à la masse. Sur le segment 40 sont montées en série un ensemble de diodes 50, 60. Ces diodes 50, 60 sont toutes montées passantes de l'extrémité du segment qui est reliée au module d'alimentation 10 vers l'extrémité du segment 40 qui est reliée à la masse. Ainsi, les diodes 50, 60 ont leur anode côté sortie 12, et leur cathode côté masse. L'une de ces diodes est une diode standard (sans fonction lumineuse), les autres sont des diodes électroluminescentes 60. Le segment 40 porte également une résistance 70 placée entre son extrémité reliée à la masse et la diode 60 la plus proche de l'extrémité du segment 40 qui est reliée à la masse. Cette résistance sert de shunt pour la mesure du courant traversant les diodes 60. Le circuit électrique de la figure 2 comporte par ailleurs un dispositif de régulation 20. Ce dispositif comporte une entrée 24 reliée en un point du segment 40 situé entre la résistance 70 et la diode électroluminescente 60 la plus proche de cette résistance. L'entrée 24 est une entrée de mesure de tension, par laquelle ne circule qu'un courant qui est négligeable par rapport au courant parcourant le segment 40. Connaissant la valeur de la résistance , cette mesure de tension (qui correspond à la tension aux bornes de la résistance 70) donne une indication sur la valeur du courant traversant les diodes 60. Le dispositif de régulation 20 comporte une sortie 26 reliée au module d'alimentation 10. Sur la figure 2, on a schématisé la sortie 26 reliée à un dispositif de réglage d'un rhéostat 15 contenu dans le module 10. Ainsi le module 10 règle la tension délivrée à sa sortie 12. Le fonctionnement du circuit de la figure 2 est le suivant. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, I'entrée de commande 30 du module d'alimentation 10 est reliée à un interrupteur de commande non représenté de projecteurs avant d'un véhicule automobile. Lorsque cet interrupteur est actionné par un conducteur du véhicule de manière à mettre les projecteurs en fonctionnement, un signal de commande est transmis au module d'alimentation 10 par son entrée de commande 30, qui provoque la mise en fonctionnement du module d'alimentation 10. Celui-ci transmet alors une tension au segment 40 par l'intermédiaire de sa sortie 12. Les diodes électroluminescentes 60 s'illuminent alors, et une tension non nulle apparaît aux bornes de la résistance 70. En fonctionnement, les diodes 60 doivent être parcourues par un courant id supérieur à une valeur minimale idmsn en dessous de laquelle leur tension de polarisation est trop faible pour générer un effet lumineux, et inférieure à une valeur maximale idm. au-delà de laquelle les diodes risquent de se détériorer par surchauffe ou claquage de la jonction semi-conductrice. Il existe donc deux valeurs de tension aux bornes de la résistance 70 U1 et U2 qui correspondent respectivement aux valeurs minimale et maximale de I'intensité id. Une valeur d'intensité de référence ou " de consigne " Iréf étant choisie pour l'intensité id parcourant le segment 40 (entre idmin et id, a,), le module de régulation 20 est adapté pour comparer la tension mesurée aux bornes de la résistance 70 à une valeur Uréf égale à la tension aux bornes de la résistance 70 lorsque le segment 40 est parcouru par un courant d'intensité Iréf. Si la tension mesurée aux bornes de la résistance 70 dépasse Uréf, le module de régulation 20 commande le module 10 de manière à diminuer la valeur de la tension délivrée à sa sortie 12. Au contraire, si la tension mesurée par le module de régulation 20 par I'intermédiaire de son entrée 24 est inférieure Uréf, le module de régulation 20 commande le module 10 de manière à ce que la tension transmise par le module d'alimentation 10 au segment 40 augmente. Pour un circuit conforme à celui de la figure 2, comportant une vingtaine de diodes 60 d'éclairage de tableau de bord, la tension délivrée par le module d'alimentation 10 est proche de 48 volts. Dans le cas o une diode du segment 40 se détériore et devient électriquement équivalente à un court-circuit, I'intensité parcourant le segment passe à une valeur supérieure, pour une même tension délivrée à la sortie 12 par le module 10. Le module de régulation 20 mesure alors une augmentation de la tension aux bornes de la résistance 70 et commande une diminution de la tension transmise au segment 40 par le module d'alimentation 10, jusqu'à ce que la valeur de la tension mesurée aux bornes de la résistance 70 atteigne à nouveau Uréf, et donc que l'intensité id parcourant le segment 40 reprenne la valeur Iréf d'équilibre choisie. Une déficience d'une ou plusieurs des diodes en série sur le segment 40 ne provoque donc aucune détérioration des autres diodes du segment et n'entraîne pas de modification de la puissance lumineuse émise par chacune des diodes restant en service. Le circuit de la figure 3 reprend les mêmes éléments que celui de la figure 2, et ces mêmes éléments portent les mêmes références que sur la figure 2. Le circuit de la figure 3 ne diffère de celui de la figure 2 que par le fait que les diodes 50 et 60 sont placées dans un ordre et un sens inverse sur le segment 40 par rapport à la masse. En effet, les diodes ont alors leur anode côté masse. Le module d'alimentation 10 délivre alors à sa sortie une tension négative, par exemple de -48 volts par rapport à la masse. La tension mesurée par le module de régulation 20 doit alors approcher une valeur d'équilibre Uréf négative. On a représentée sur la figure 4 une troisième variante de l'invention. Le circuit de la figure 4 reprend les éléments du circuit de la figure 2 et les éléments semblables ou similaires à ceux de la figure 2 y portent les mêmes références. Selon la figure 4, certaines au moins des diodes électroluminescentes, du segment 40 peuvent être illuminées ou éteintes indépendamment des autres diodes électroluminescentes 60 du segment 40. Pour cela, sur les bornes de chaque diode électroluminescente 60 est monté, parallèlement à cette diode, un interrupteur commandé, de préférence un interrupteur à semi-conducteur, tel qu'un transistor 80. La base ou la grille de ce transistor 80 est reliée à un circuit de commande non représenté. Lorsque le module d'alimentation 10 alimente le segment 40, et qu'un transistor 80 reçoit sur sa grille ou base un signal tel que ce transistor soit passant, ce transistor court-circuite la diode électroluminescente 60 qui lui est parallèle, de sorte qu'aucun courant ne traverse cette diode électroluminescente, et que celle-ci est éteinte. Au contraire, lorsqu'un transistor particulier parmi les transistors 80 reçoit un signal de commande tel que le transistor est dans un état bloqué, le transistor équivaut à un circuit ouvert et un courant traverse la diode qui lui est parallèle, qui est donc illuminée. Si la diode électroluminescente considérée est une diode d'éclairage ou d'illumination d'un témoin d'un tableau de bord, la grille ou la base du transistor correspondant peut être commandée par un interrupteur de commande d'un accessoire spécifique, tel que des feux de position ou projecteurs avant du véhicule, de sorte que cette diode soit illuminée lorsque l'accessoire est en fonctionnement. Le transistor correspondant peut aussi être relié à un dispositif de diagnostic de fonctionnement d'un organe particulier du véhicule, comme par exemple un détecteur d'échauffement d'un moteur, un dispositif de mesure de niveau d'huile ou un détecteur de fermeture de portes du véhicule. On peut selon l'invention placer un même transistor en parallèle d'un groupe de diodes 60, de façon à commander l'illumination de l'ensemble de ces diodes avec un même circuit de commande. Lorsqu'un transistor 80 commute d'un état bloqué à un état passant, la diode qui lui est parallèle est court-circuitée et la charge résistive supportée par le module d'alimentation 10 diminue brusquement. Il en résulte une augmentation de l'intensité parcourant le segment 40. Comme décrit précédemment dans le cas du circuit de la figure 2, le module de régulation détecte cette augmentation de l'intensité parcourant le segment 40, et commande une modification en conséquence de la tension transmise au segment 40 jusqu'à ce qu'une intensité de référence dans le segment 40 soit à nouveau atteinte. A l'inverse, un passage de l'état passant à l'état bloqué d'un des transistors équivaut à une augmentation de la charge supportée par le module d'alimentation 10, et donc à une baisse d'intensité parcourant le segment 40. Le module de régulation 20 corrige alors cette baisse d'intensité en provoquant une augmentation de la tension fournie par le module d'alimentation 10 par l'intermédiaire de sa sortie 12, jusqu'à ce qu'une valeur d'équilibre choisie de l'intensité soit à nouveau atteinte au sein du segment 40. Dans une variante de l'invention, les transistors 80 peuvent être remplacés par tout type de commutateur. Le circuit de la figure 4 est muni d'un module de réglage 90 relié au module de régulation 20. Le module de réglage comporte de manière préférentielle un potentiomètre 95 actionnable par un conducteur du véhicule. Ainsi, le conducteur peut régler l'intensité Iréf du courant d'équilibre traversant les diodes du segment 40, et donc l'intensité de l'illumination de ces diodes sur le tableau de bord. La figure 5 représente un exemple de réalisation d'un module d'alimentation 10 utilisable au sein d'un circuit conforme aux figures 2 à 4. Selon la figure 5, le module d'alimentation 10 est constitué d'un contrôleur qui pilote un circuit résonnant. Le module 10 comporte une entrée 200 alimentée selon une tension Vbat par une batterie non représentée, une sortie 12 reliée à un segment non représenté et qui est similaire au segment 40 des figures précédentes, une entrée 130 reliée à une sortie d'un module de régulation non représenté, et une entrée 110 reliée à un potentiomètre ou moyen équivalent de réglage de I'intensité d'équilibre choisie. Ce potentiomètre n'est pas représenté sur la figure 5. Sur un segment Sl reliant l'entrée 200 à la sortie 12, on trouve successivement une inductance L1, une diode D1 montée passante dans le sens allant de l'entrée 200 vers la sortie 12 et une inductance L2. La sortie 12 est également reliée à la masse par l'intermédiaire d'une capacité C2. Entre l'inductance L1 et la diode D1 du segment S1 se trouve un nceud N1 à partir duquel part une branche S2 du circuit allant jusqu'à la masse. En parcourant cette branche S2 du noeud N1 vers la masse, on trouve d'abord deux branches parallèles entre deux noeuds référencés respectivement N2 et N3, I'une de ces branches parallèles portant une capacité C1 et l'autre un interrupteur IT, puis, après le noeud N3, une résistance R1, et enfin un raccordement à la masse. Le module d'alimentation 10 comporte un contrôleur 100 auquel sont raccordées les entrées 130 et 110. Le contrôleur 100 commande l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur IT. Le nceud N3 de la branche S2 est en outre relié à une entrée de mesure de tension 120 du contrôleur 100. Le fonctionnement du module d'alimentation 10 représenté sur la figure est le suivant. Lorsque l'interrupteur IT est passant, I'intensité du courant traversant l'inductance L1 s'élève. Lorsque l'interrupteur IT est au contraire bloqué, I'énergie stockée dans I'inductance L1 charge la capacité C1 et lorsque la tension aux bornes de celle-ci atteint le seuil de conduction de la diode D1, cette dernière assure le transfert de l'énergie restante de l'inductance L1 vers la sortie (L2, C2, et la charge). La surtension transitoire qui apparaît est filtrée par l'inductance L2 et la capacité C2. La tension moyenne disponible sur la sortie 12 dépend de l'énergie stockée dans l'inductance L1 et donc de la durée de fermeture de l'interrupteur IT. Pour assurer une régulation, de préférence, la durée d'ouverture (état bloqué) du transistor T est fixe et égale à une demi-période d'oscillation du circuit oscillant. Plus le temps de fermeture (état passant) de l'interrupteur IT est long, plus la tension moyenne sur la sortie 12 est élevée. Inversement, plus le temps de fermeture de l'interrupteur IT est court, plus la tension moyenne sur la sortie 12 est faible. Si l'intensité mesurée au sein du segment 40 est inférieure à une valeur de référence choisie Iréf, alors le contrôleur 100 réduit la fréquence d'ouverture/fermeture de l'interrupteur IT (c'est-à-dire augmente le temps de fermeture de l'interrupteur IT) de sorte que la tension délivrée à la sortie 12 augmente, jusqu'à ce que l'intensité parcourant le segment 40 retrouve la valeur Iréf. A l'inverse, si l'intensité parcourant le segment 40 est supérieure à Iréf, le contrôleur 100 commande une augmentation de la fréquence d'ouverture de l'interrupteur IT (c'est-à-dire réduit le temps de fermeture de l'interrupteur IT). Selon une autre variante, le temps d'ouverture de l'interrupteur IT peut être variable. Dans ce mode de réalisation, on prévoit également un réglage de l'intensité de référence Iréf par l'intermédiaire d'un potentiomètre relié au contrôleur 100. De préférence, la commutation de l'état bloqué vers l'état passant de l'interrupteur IT est pilotée par un détecteur de passage à zéro de la surtension générée aux bornes du circuit oscillant pour synchroniser le temps d'ouverture de l'interrupteur IT sur une demi-alternance des oscillations. Un tel capteur peut être prévu aux bornes de la capacité C1. Cette disposition permet de tenir compte des dispersions du circuit oscillant. Le circuit électrique décrit en rapport avec la figure 5 présente l'intérêt d'être peu polluant en émissions électromagnétiques. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Ainsi, tout autre dispositif d'alimentation permettant de régler la tension délivrée à la sortie 12 peut être adopté. REVENDICATIONS 1. Circuit électrique d'éclairage d'un dispositif indicateur pour véhicule automobile, comportant une batterie, plusieurs diodes électroluminescentes (60) et des moyens (10) de contrôle de l'alimentation des diodes électroluminescentes, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (60) sont montées en série et en ce qu'il est prévu des moyens (70) de mesure du courant électrique traversant les diodes électroluminescentes (60), associés à des moyens de commande et d'asservissement (10, 20) adaptés pour maintenir ce courant électrique à un point de consigne. 2. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un commutateur contrôlé (80) placé en parallèle d'au moins une diode électroluminescente (60). 3. Circuit électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un commutateur contrôlé (80) qui est placé en parallèle de plusieurs diodes électroluminescentes (60) en série. 4. Circuit électrique selon la revedication 2 ou 3, caractérisé en ce que le commutateur contrôlé (80) est de type à semi-conducteur. 5. Circuit électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de mesure de l'intensité (70) comprend une résistance (70) placée en série des diodes électroluminescentes (60). 6. Circuit électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les commutateurs (80) contrôlés sont commandés par des moyens de diagnostic de l'état de fonctionnement d'organes d'un véhicule automobile. 7. Circuit électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (60) sont reliées à la batterie par un dispositif de régulation de tension (10,20) comprenant un circuit résonant (L1, C1l) dont un élément (C1l) est en parallèle avec un commutateur (IT) apte à court-circuiter cet élément (Cl), et en ce que ce commutateur (IT) est commandé par un contrôleur (100). 8. Circuit électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (60) sont reliées à une borne de la batterie (Vbat) par l'intermédiaire d'une branche comprenant une première inductance (L1) côté batterie, une diode (D1) et une seconde inductance (L2), le point commence à la première inductance (L1) et à la diode (D1), étant relié à la masse par un ensemble comprenant un commutateur (IT) commandé, en parallèle d'une capacité (Cl). 9. Circuit électrique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le contrôleur (100) impose au commutateur (IT) un temps d'ouverture égal à une demi-période des oscillations du circuit résonnant et un temps de fermeture variable, fonction du point de consigne recherché.