Brevet FR2777353A1 — publié le 19991015

l La présente invention concerne un capteur de pluie,.notamment pour véhicule automobile comportant au moins un émetteur et au moins un récepteur d'ondes électromagnéti- ques (ondes lumineuses) formant un chemin de mesure avec le pare-brise et influençant l'étalement des ondes entre au moins un émetteur et au moins un récepteur de façon qu'en cas de dépôt sur le pare-brise, notamment lorsque le pare-brise est mouillé par la pluie, le signal détecté par le récepteur change. Etat de la technique On connaît des dispositifs d'essuie-glace pour les pare-brise d'automobile selon lesquels la commande de l'essuie-glace ne se fait pas seulement avec le levier usuel porté par la colonne de direction, mais en plus par un cap- teur optique de pluie. Le capteur optique de pluie comprend usuellement une source lumineuse dont le rayonnement électro- magnétique est réfléchi différemment par le pare-brise sui- vant la couche d'humidité déposée sur le pare-brise. La partie réfléchie est captée par un élément photo-électrique et le capteur de pluie peut alors fournir un signal de sortie correspondant au dépôt d'humidité. De tels signaux de sortie s'exploitent et servent à la commande de l'essuieglace, c'est-à-dire la mise en marche et la vitesse d'essuyage en fonction de la quantité de pluie ainsi mesurée. Les capteurs de pluie connus sont usuellement fixés à l'intérieur du pare-brise de préférence derrière le rétroviseur. La fixation se fait par exemple avec un pied mé- tallique collé. On connaît en outre des moyens de fixation avec un cadre supplémentaire que l'on fixe préalablement à la vitre et dans lequel on enfonce ultérieurement le boîtier du capteur de pluie. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un capteur de pluie du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que tous les com- posants optiques et électroniques du capteur de pluie sont montés en commun dans un boîtier avec un connecteur intégré pour réaliser la liaison électrique avec une unité d'exploitation en aval. Le capteur de pluie selon l'invention offre no- tamment l'avantage de ne comporter principalement que trois parties pour sa réalisation. Le capteur de pluie se compose principalement d'un boîtier avec un collecteur intégré d'o partent les conducteurs électriques servant à la liaison avec une unité d'exploitation en aval; il comprend également une plaque de circuit imprimé ou platine ainsi qu'un corps guide de lumière disposant de toutes les structures de lentilles optiques, nécessaires. Cela donne un capteur de pluie peu coûteux, très compact et simple à monter. En outre, le cap- teur se fabrique avec un nombre réduit d'opérations ce qui permet une commutation peu coûteuse en grande série. Par le montage de tous les composants électroni- ques et optoélectroniques sur une même platine de préférence en technique SMD (Dispositif Monté en Surface), on arrive à réaliser des capteurs très compacts qui se montent en outre sans difficulté dans un véhicule. De tels capteurs de pluie peuvent être beaucoup plus compacts que tous les capteurs de pluie connus; ils se placent comme les capteurs connus der- rière le rétroviseur, sur le côté intérieur du pare-brise. Grâce à la construction modulaire et très compacte, les cons- tructeurs automobiles achetant de tels capteurs de pluie peu-25 vent les monter de manière très simple et très rapide ainsi qu'à bon marché, d'une manière qui peut en outre être automa- tisée sans difficulté. On utilise le signal de sortie du capteur de pluie selon l'invention, avantageusement pour commander un dispositif d'essuie-glace et/ou l'éclairage des véhicules. Ainsi, par exemple, lorsque la pluie est intense ou en cas de brouillard, il peut être intéressant en outre, de commander automatiquement les feux antibrouillards. Selon un développement préférentiel de l'inven- tion, en plus du capteur de pluie, on peut intégrer un cap- teur de luminosité pour la lumière ambiante qui fournit un signal dépendant très largement de la lumière du jour et ayant un cône d'ouverture relativement grand, dirigé vers le haut pour recevoir la lumière incidente. Il est en outre avantageux que le capteur de lu- minosité soit sensible à la lumière ultraviolette comme celle contenue dans la lumière solaire, mais non à la lumière arti- ficielle. Cela permet d'éviter un faux déclenchement par une forte lumière artificielle, par exemple au passage d'un tun- nel. La focalisation de la lumière incidente se fait avantageusement par un guide de lumière qui peut en même temps constituer la plaque de base du boîtier du capteur. Un tel guide de lumière peut se réaliser par exemple en matière plastique telle qu'en polyméthylmétachrylate (PMMA) par in- jection; cela permet d'intégrer de manière simple des struc- tures optiques telles que des lentilles collectrices au cours du procédé de moulage. Pour utiliser la lumière infrarouge pour le fonctionnement du capteur de pluie, il est avantageux de réaliser le corps constituant le guide de lumière en poly- méthylmétachrylate PMMA, noir et de laisser uniquement le passage de la lumière servant au capteur de lumière ambiante en matière plastique claire. Pour cela, on utilise par exem- ple le procédé d'injection à deux couleurs ou encore on com- bine par exemple par collage ou soudage deux pièces en matière plastique chacune réalisée dans une seule couleur. La fixation au pare-brise peut se faire soit à l'aide d'un cadre fixé au pare-brise et dans lequel on en- clipse le boîtier du capteur ou encore de manière très simple à l'aide d'une feuille transparente autocollante sur ses deux faces. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses: * le boîtier du capteur est fermé par une partie de boîtier tournée vers le pare-brise; * un corps guide de lumière plat, forme une partie du boîtier qui est alignée pratiquement parallèlement au pare-brise et cette partie comporte des structures à lentilles pour con- centrer la lumière; * tous les composants optiques et électroniques du capteur de pluie sont montés sur une platine commune en technique de composants montés en surface (technique SMD); * le capteur de pluie est monté dans un boîtier pallélipédi- que; * la platine est reliée au connecter du boîtier par des bro- ches de contact; * caractérisé en ce que * le corps guide de lumière est relié à plat au pare-brise; * le capteur de pluie et collé contre la face intérieure du pare-brise; * une feuille transparente autocollante sur ses deux faces qui assure la liaison entre le pare-brise et le corps guide de lumière du capteur de pluie; * le signal de sortie du capteur de pluie est fourni à un circuit d'exploitation en aval pour lui transmettre des in- formations relatives aux degrés de mouillage instantané du pare-brise; * un dispositif d'essuie-glace et/ou l'éclairage du véhicule est commandé en fonction des signaux de sortie du capteur de pluie; * au moins un émetteur est une diode électroluminescente LED; * le premier récepteur qui détecte le signal optique émis par au moins une diode LED est une photodiode; * il comporte un second récepteur en forme de capteur de lu- mière ambiante; * le capteur de lumière ambiante présente un angle d'ouverture d'environ 40 avec une direction d'ouverture inclinée vers le haut par rapport à la direction de circu- lation; * le capteur de lumière ambiante est sensible à la lumière ultraviolette notamment celle de la lumière solaire. * lorsqu'on utilise de la lumière infrarouge, le corps con- ducteur de lumière assurant la fonction de capteur de pluie est en matière plastique noire; * au moins un récepteur comporte des ondes optiques du corps guide de lumière en matière plastique transparente (matière plastique claire); * le corps guide de lumière est une pièce en matière plasti- que réalisée par injection de matière bicolore; * le corps guide de lumière est réalisé par la combinaison de deux matières plastiques d'une couleur chacune; * le capteur de pluie est relié au pare- brise par l'intermédiaire d'un châssis de fixation, notamment par une liaison enclipsée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples représentés schématiquement dans les des- sins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un capteur de pluie selon l'invention, - la figure lb est une vue de dessus schématique du capteur de pluie selon la figure 1, - la figure 2 est une vue éclatée schématique, coupée du cap- teur de pluie selon l'invention, - la figure 3a est une vue en coupe schématique d'une va- riante de réalisation du capteur de pluie selon l'invention, - la figure 3b est une vue de dessus du capteur de pluie se- lon la figure 3a, - la figure 4 est une vue en perspective du corps guide de lumière. Description des exemples de réalisation La figure la montre en vue de côté schématique, un capteur de pluie 4 selon l'invention qui se fixe à l'intérieur contre le pare-brise 2 d'un véhicule automobile. Le montage du capteur de pluie 4 derrière le pare-brise 2 peut se faire par exemple par collage en haut du rétroviseur intérieur non représenté. Cet emplacement derrière le rétro- viseur ne crée aucune gêne supplémentaire à la visibilité pour le conducteur. Les composants électroniques et optoélec- troniques du capteur de pluie 4 sont entourés par le boîtier 6 qui est opaque du côté intérieur, c'est-à-dire du côté tourné vers l'habitacle. Le côté inférieur du boîtier qui réalise la liaison en surface avec le pare-brise 2 constitue un corps de guide de lumière 10 intégrant toutes les structu- res optiques nécessaires au fonctionnement. Cela peut par exemple se faire par injection d'une matière plastique appro- priée, optiquement transparente. Pour le couplage optique du capteur de pluie 4, au parebrise, le corps guide de lumière est relié au pare-brise 2 par une feuille transparente 36 autocollante sur ses deux faces. La figure lb est une vue schématique de dessus du capteur de pluie 4 selon la figure la. Cette figure montre un connecteur 38 pour réaliser la liaison électrique avec l'unité d'exploitation non représentée ici en aval. Celle-ci utilise les signaux fournis par le capteur de pluie 4 pour commander un dispositif d'essuie-glace et/ou l'éclairage du véhicule. Le connecteur 18 est intégré au boîtier 6, c'est-à- dire qu'il forme un ensemble avec celui-ci. Le boîtier 6 et le connecteur 38 peuvent être réalisés par exemple sous la forme d'un boîtier de connecteur distinct, constitué par une pièce en matière plastique injectée. Le connecteur 38 peut avoir, suivant la réalisation, quatre ou huit broches qui pé- nètrent dans une platine du boîtier 6 pour y être soudées ou pressées pour réaliser la liaison électrique. La figure 2 est une vue schématique éclatée, en coupe du capteur de pluie 4 selon l'invention. Le boîtier 6 en forme de pot, dont le côté inférieur est ouvert dans cette vue, reçoit une platine ou plaque 8 qui vient contre un épau- lement 14 à l'intérieur du boîtier 6; cette platine porte les composants électroniques et optoélectroniques par exemple en technique SMD (Composants Montés en Surface). Pour bloquer la platine 8 dans le boîtier 6, la platine vient contre l'épaulement 14 dans le boîtier après son passage forcé par- dessus la nervure périphérique 12. La platine 8 est ainsi maintenue fermement et ne peut tomber. La figure laisse éga- lement apparaître les broches de connexion 16 venant en saillie dans le boîtier 6; ces broches sont par exemple re- liées par leur extrémité 16a, par une soudure partielle ou un moyen approprié au chemin conducteur adéquat de la platine 8. Il est également possible de réaliser une liaison conductrice en pression. Les autres extrémités 16b des broches sont mises en contact par enfichage avec le connecteur de l'unité d'exploitation en aval. Comme composant, la face supérieure de la platine 8 porte par exemple une photodiode (LED) 15 qui émet une lu- mière visible aux infrarouges sous la forme d'un faisceau lu- mineux dirigé. Le faisceau lumineux arrive suivant un angle aigu sur le pare-brise 2 qui est réfléchi complètement du fait de l'indice de réfraction au niveau de l'interface exté- rieure avec l'air, suivant une réflexion normalement totale; le faisceau réfléchi arrive pratiquement intégralement comme composant réfléchi sur une photodiode prévue également à un emplacement approprié sur la platine 8. Si à l'endroit de la réflexion du faisceau lumineux, il y a une goutte d'eau, à l'extérieur sur le pare-brise 2, l'interface extérieure du pare-brise avec l'air voit son indice de réfraction modifié si bien que le faisceau lumineux arrivant sur cette surface humide n'est plus réfléchi totalement; il y a une partie du faisceau qui est dispersée vers l'extérieur. La partie réflé- chie, ainsi atténuée est détectée par la photodiode pour être exploitée quantitativement, ce qui permet ainsi de détecter un voile d'humidité ou de pluie sur le côté extérieur du pare-brise 2 du véhicule. La focalisation souhaitée du faisceau lumineux ou de la composante réfléchie peut se réaliser avantageusement à l'aide d'un corps guide de lumière 10, formé de manière ap- propriée; celui-ci peut être réalisé en une matière plasti- que très transparente et facile à injecter comme par exemple du polyméthylmétachrylate PMMA. Cette matière forme en même temps la base du boîtier 6 et se fixe à l'aide d'une feuille collante transparente 36 sur le pare-brise 2. Par une mise en forme appropriée de préférence par injection, on peut donner au corps guide de lumière 10 une structure en lentille, ap- propriée, permettant de focaliser et de regrouper la lumière émise par la diode LED 15 ainsi que la partie de lumière ren- voyée vers la photodiode. La platine 8 porte également un capteur de lu- mière ambiante 22 détectant la luminosité de la lumière am- biante arrivant de l'extérieur à travers le pare-brise 2 du véhicule; ce capteur fournit un signal de commande corres- pondant pour commander automatiquement l'éclairage ou une commutation de mode jour/nuit de la commande d'essuie-glace du véhicule. Le capteur de lumière ambiante 22 réagit avanta- geusement de préférence à certaines composantes de lumière ultraviolette UV présentes seulement dans la lumière solaire naturelle, pour éviter de cette manière toute coupure acci- dentelle des projecteurs du véhicule dans un tunnel très éclairé ou dans les passages souterrains équipés de sources de lumière artificielle puissantes. Si le capteur de pluie 4 utilise la lumière in- frarouge, le corps guide de lumière 10 peut par exemple être formé de polyméthylmetachrylate noir PMMA et n'avoir qu'un petit endroit de la matière transparente pour le capteur de lumière ambiante 22. On remarque également la feuille transparente 36 collante, qui réalise une liaison en surface avec le pare- brise 2; à la figure 2, on a représenté en outre une feuille protectrice 3, pelable, appliquée sur la feuille transparente collante 36. Après enlèvement de la feuille protectrice 3, on colle simplement le capteur de pluie 4 à l'endroit approprié du pare-brise 2. La figure 3a montre une variante de réalisation du capteur de pluie 4; celui-ci a un boîtier 7 plus petit que l'on relie par un ressort de pincement 24 à un châssis 28 installé préalablement sur le pare-brise 2. Ce châssis de fixation peut par exemple se coller au pare-brise 2 au moment de la réalisation du pare-brise.Cela permet de monter le cap- teur de pluie 4 au moment de l'assemblage du véhicule, en en- fonçant simplement le capteur dans le châssis. Le ressort de pincement 24 pousse le boîtier avec le capteur de pluie 4, à plat contre le pare- brise 2. Pour éviter que le capteur ne tombe ou ne se déplace, on a un couvercle supplémentaire 26 qui se glisse de l'extérieur sur le châssis 28 et entoure le capteur de pluie 4 et le ressort de pincement 24 enveloppant celui-ci. Seul le connecteur 38 vient à l'extérieur. La figure 3b montre le capteur de pluie 4 selon la figure 3a en vue de dessus, schématique; dans cette vue on a utilisé les mêmes références que dans les figures précé- dentes pour désigner les mêmes éléments dont la description ne sera pas reprise. Cette figure montre le couvercle 26 avec le connecteur 38 qui sort latéralement pour réaliser la liai- son électrique avec l'électronique du dispositif d'exploi- tation non représenté ici. La figure 4 montre une nouvelle fois de manière explicite, le corps guide de lumière 10 et les structures de focalisation 40 (lentilles collectrices) intégrées dans le corps au moment de l'injection. Cette vue est en perspective. Elle laisse apparaître sur le bord extérieur, une rainure al- longée 19 respective dans laquelle vient chaque fois une branche adaptée 18 du boîtier 6 qui se monte par enclipsage (figure 2) et permet ainsi une liaison bloquée entre le boî- tier 6 ouvert vers le bas et le corps guide de lumière 10 qui forme le couvercle inférieur du boîtier. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Capteur de pluie notamment pour véhicule automobile com- portant au moins un émetteur et au moins un récepteur d'ondes électromagnétiques (ondes lumineuses) formant un chemin de mesure avec le pare-brise et influençant l'étalement des on- des entre au moins un émetteur et au moins un récepteur de façon qu'en cas de dépôt sur le pare-brise, notamment lorsque le pare-brise est mouillé par la pluie, le signal détecté par le récepteur change, caractérisé en ce que tous les composants optiques et électroniques du capteur de pluie (4) sont montés en commun dans un boîtier (6) avec un connecteur (38) intégré pour réaliser la liaison électrique avec une unité d'exploitation en aval. ) Capteur de pluie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (6) du capteur est fermé par une partie de boîtier (10) tournée vers le pare-brise. 3 ) Capteur de pluie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un corps guide de lumière (10), plat, forme une partie du boîtier (6) qui est alignée pratiquement parallèlement au pare-brise et cette partie comporte des structures à len- tilles pour concentrer la lumière. 4 ) Capteur de pluie selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que tous les composants optiques et électroniques du capteur de pluie (4) sont montés sur une platine (8) commune en techni- que de composants montés en surface (technique SMD). ) Capteur de pluie selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de pluie (4) est monté dans un boîtier (6) pallé- lipédique. Il 6 ) Capteur de pluie selon la revendication 5, caractérisé en ce que la platine (8) est reliée au connecter (38) du boîtier (6) par des broches de contact. 7 ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 6, caractérisé en ce que le corps guide de lumière (10) est relié à plat au pare-brise (2). ) Capteur de pluie selon la revendication 7, caractérisé en ce que le capteur de pluie (4) et collé contre la face intérieure du pare-brise (2). 9 ) Capteur de pluie selon la revendication 8, caractérisé par une feuille transparente (36) autocollante sur ses deux faces qui assure la liaison entre le pare-brise (2) et le corps guide de lumière (10) du capteur de pluie (4). ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que le signal de sortie du capteur de pluie (4) est fourni à un circuit d'exploitation en aval pour lui transmettre des in- formations relatives aux degrés de mouillage instantané du pare-brise (2). 11 ) Capteur de pluie selon la revendication 10, caractérisé en ce qu' un dispositif d'essuie-glace et/ou l'éclairage du véhicule est commandé en fonction des signaux de sortie du capteur de pluie (4). 12 ) Capteur de pluie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un émetteur est une diode électroluminescente LED (15). 13 ) Capteur de pluie selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier récepteur qui détecte le signal optique émis par au moins une diode LED (15) est une photodiode. 14 ) Capteur de pluie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un second récepteur en forme de capteur de lu- mière ambiante (22). ) Capteur de pluie selon la revendication 14, caractérisé en ce que le capteur de lumière ambiante (22) présente un angle d'ouverture d'environ 40 avec une direction d'ouverture in- clinée vers le haut par rapport à la direction de circula- tion. 16 ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions 14 ou 15, caractérisé en ce que le capteur de lumière ambiante (22) est sensible à la lumière ultraviolette notamment celle de la lumière solaire. 17 ) Capteur de pluie selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'on utilise de la lumière infrarouge, le corps conduc- teur de lumière assurant la fonction de capteur de pluie est en matière plastique noire. 18 ) Capteur de pluie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un récepteur (20) comporte des ondes optiques du corps guide de lumière en matière plastique transparente (matière plastique claire). 19 ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le corps guide de lumière est une pièce en matière plastique réalisée par injection de matière bicolore. ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 18 caractérisé en ce que le corps guide de lumière est réalisé par la combinaison de deux matières plastiques d'une couleur chacune. 21 ) Capteur de pluie selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le capteur de pluie (4) est relié au pare-brise (2) par l'intermédiaire d'un châssis de fixation, notamment par une liaison enclipsée.