Brevet FR2929195A1 — publié le 20091002

Projecteur d'éclairage à orientation variable commandée, pour véhicule automobile. La présente invention est relative à un projecteur d'éclairage pour véhicule automobile, comportant un module optique, notamment quoique non exclusivement du type dit elliptique, apte à délivrer un faisceau de lumière parallèle vers l'avant du véhicule, ce module pouvant être commandé de façon à ce que ce faisceau présente une orientation susceptible de varier angulairement avec une très grande précision par rapport à un boîtier de support fixé à la carrosserie du véhicule. Plus particulièrement, le projecteur d'éclairage considéré est aménagé de manière à ce que la variation de l'orientation du faisceau de lumière puisse s'effectuer avec trois degrés de liberté en rotation, respectivement autour de la direction de l'axe (X) horizontal qui correspond à l'axe longitudinal du véhicule pour corriger les effets de roulis autour de cet axe créés par les secousses et également par le braquage du véhicule lorsqu'il se déplace dans un virage, autour de l'axe (Y), dit de site, également horizontal et perpendiculaire au précédent, cet axe s'étendant transversalement par rapport à la carrosserie, afin de permettre de corriger l'inclinaison du faisceau par rapport au sol selon la charge du véhicule pour ne pas éblouir les conducteurs qui circulent en sens inverse, et enfin autour de l'axe (Z), dit d'azimut, perpendiculaire aux deux axes précédents, permettant au faisceau de mieux suivre la courbe du virage parcouru par le véhicule afin que ce faisceau ne soit pas déporté vers l'extérieur mais au contraire ramené vers l'intérieur, avant qu'il ne reprenne sa position initiale. Le projecteur proposé vise également à permettre son déplacement en translation par rapport au boîtier fixe selon les mêmes axes X, Y et Z, ajoutant ainsi trois autres degrés de liberté aux précédents. Les projecteurs d'éclairage, en particulier à module elliptique, sont déjà bien connus dans la technique et comportent une source de lumière placée à l'un des foyers, dit intérieur, d'un réflecteur en forme d'ellipse, ainsi qu'une lentille convergente disposée en avant de ce réflecteur et dont le foyer propre est sensiblement confondu avec le second foyer, dit extérieur, de celui-ci, de telle sorte que la lumière émise par la source soit renvoyée par ce réflecteur vers ce second foyer et reprise par la lentille en fournissant au-delà de celle-ci un faisceau parallèle à l'axe optique du module. Un tel module, elliptique ou non, est monté dans un boîtier de support, porté par la carrosserie du véhicule. Dans certaines réalisations déjà connues, on a prévu de faire pivoter le module optique autour des axes (Y) et (Z) respectivement, en site et en azimut, au moyen de deux moteurs électriques pas à pas indépendants, permettant de faire pivoter indépendamment le module par rapport au boîtier fixe autour de ces deux axes, en agissant sur des rotules de liaison ou analogues, chacun de ces deux moteurs étant adapté pour provoquer une rotation déterminée du module autour de l'un et/ou de l'autre de ces deux axes selon l'angle désiré. Or, de tels moteurs sont relativement lourds, encombrants et d'un prix de revient élevé ; de plus, pour le moteur commandant la variation d'orientation en azimut autour de l'axe (Z), sa commande s'effectue par l'intermédiaire d'un ensemble électronique complexe à partir d'informations concernant la vitesse du véhicule et le rayon de braquage des roues nécessaire pour suivre le virage, ce qui engendre des coûts non négligeables, cet ensemble pouvant en outre être le siège de pannes préjudiciables. En outre, ces solutions à deux moteurs pas à pas ne permettent de corriger que les angles de site et d'azimut et non de roulis autour de l'axe (X), sauf à utiliser un troisième moteur, ce qui rend le montage mécanique de l'ensemble quasiment impraticable dans des conditions économiques satisfaisantes. La présente invention a pour objet un projecteur d'éclairage, notamment quoique non exclusivement à module elliptique, qui pallie ces inconvénients. A cet effet, le projecteur considéré, comportant un module optique constitué d'une source lumineuse, d'un réflecteur et d'une lentille projetant un faisceau de lumière parallèle vers l'avant du véhicule, parallèlement à l'axe optique de la lentille, ce module étant monté dans un boîtier fixe porté par la carrosserie du véhicule, se caractérise en ce que le module comporte une couronne ou plateforme de support, montée mobile et reliée à une couronne ou plateforme de commande fixe, solidarisée du boîtier par un ensemble hexapode, apte à fournir à la couronne mobile trois degrés de liberté en rotation, respectivement autour de l'axe de roulis (X), longitudinal et horizontal, de l'axe de site (Y), transversal, s'étendant perpendiculairement à l'axe de roulis, et de l'axe (Z), vertical, perpendiculaire aux axes (X) et (Y). Avantageusement, l'ensemble hexapode comporte, de façon en soi connue, six points d'action prévus sur la couronne ou plateforme de commande fixe, reliés à six points de réaction prévus sur la couronne ou plateforme mobile, ces six points d 'action et de réaction étant respectivement répartis deux par deux selon les trois sommets de deux triangles équilatéraux décalés mutuellement de 60° l'un par rapport à l'autre lorsque le plan de la couronne mobile est parallèle au plan de la couronne fixe. A titre indicatif, un tel ensemble hexapode est décrit dans le brevet US 6 681 880. De préférence, chacun des deux points d'action disposé sur un sommet du triangle équilatéral de la couronne ou plateforme de commande fixe est réuni à deux points de réaction distincts prévus sur deux sommets voisins de la couronne ou plateforme mobile, au moyen de deux actionneurs linéaires, de longueur variable, articulés sur ces points, respectivement d'action et de réaction, autour d 'organes de liaison avec ces couronnes. Dans un mode de réalisation préféré, les organes de liaison des actionneurs linéaires avec les couronnes ou plateformes, respectivement fixe et mobile, sont constitués par des cardans comprenant chacun deux axes de pivotement perpendiculaires l'un à l'autre. En variante, les organes de liaison sont constitués par des rotules. Selon une autre caractéristique, les actionneurs linéaires sont constitués par des vérins dont le cylindre est réuni à un point d 'action et la tige à un point de réaction, ou vice versa. Avec ces dispositions, qui réalisent un mécanisme en chaîne cinématique fermée connu dans la technique sous le nom de plateforme synergistique, les six actionneurs linéaires permettent de modifier l'orientation relative du plan de la couronne ou plateforme mobile par rapport à la couronne fixe avec les trois degrés de liberté en rotation requis autour des axes (X), (Y) et (Z), chacun de ces degrés de liberté étant assuré par la mise en oeuvre combinée des divers actionneurs. Les actionneurs sont avantageusement pilotés par un boîtier électronique qui permet de réaliser ainsi toutes les corrections nécessaires pour le module, en site, en azimut et également en roulis, selon des axes de rotation virtuels qui ne dépendent que des informations de commande transmises à chacun de ces actionneurs. Notamment, ces dispositions permettent d'éviter, comme dans un module classique, l'usage d'axes réels constitués par des pivots orientés selon la direction des axes (Y) et (Z), placés derrière la lentille. Avantageusement, les axes de rotation virtuels du module optique peuvent être placés au plus près de la lentille, ce qui permet d'avoir un jeu très faible entre cette lentille et la partie du boîtier qui lui fait face, et de supprimer les moyens de maintien qui entourent cette lentille, utilisés dans les modules classiques. L'utilisation d'un système hexapode procure également au projecteur les trois degrés de liberté complémentaires en translation, selon la direction des trois mêmes axes X, Y et Z. Notamment et selon encore une autre caractéristique, l'ensemble hexapode est plus spécialement aménagé pour assurer le déplacement en translation de la couronne ou plateforme mobile selon la direction de l'axe (X), permettant d 'escamoter la lentille à l'intérieur du boîtier fixe, lorsque le projecteur n'est pas en service. D'autres caractéristiques d'un projecteur d 'éclairage à orientation variable établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels . La Figure 1 est une vue schématique représentant un véhicule dans un virage, permettant d 'illustrer la variation de l'orientation du faisceau de lumière fourni par ses projecteurs avant, conformément à l'invention. - La Figure 2 est une vue en perspective illustrant un ensemble hexapode, d'un type connu dans la technique. - La Figure 3 est une vue en perspective du module optique du projecteur de l'invention, muni de l'ensemble hexapode de la Figure 2. - La Figure 4 est une vue en élévation du projecteur de la Figure 3, illustrant la mise en oeuvre d'une propriété particulière complémentaire du module optique. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne un véhicule automobile, comportant une carrosserie 2 à l'avant de laquelle sont montés deux projecteurs d'éclairage 3 et 4, équipés chacun d'un module optique elliptique apte à produire vers l'avant une zone éclairée 5 lorsque les projecteurs sont allumés et placés en position de feux de route ou de feux de croisement. De préférence et selon une disposition connue dans la technique, les deux projecteurs 3 et 4, identiques l'un à l'autre, émettent le même faisceau à partir de leur module d'éclairement. Toutefois, la mise en oeuvre du projecteur 3, disposé à gauche de la carrosserie 2 pour un véhicule adapté à la conduite à droite comme dans la plupart des pays, est réalisée de façon différente de celle du projecteur 4 opposé, prévu du côté droit, pour donner ensemble au faisceau 5 délivré par l'un et l'autre la forme non symétrique de la zone représentée sur la Figure et éviter au mieux d'éblouir un véhicule 6 circulant en sens inverse. Bien entendu, des dispositions exactement inverses sont envisagées pour les véhicules construits pour les pays où la circulation sur route est imposée à gauche. Ainsi, lorsque le véhicule 1 parcourt un virage 8 de la route 7, on conçoit aisément que, du fait de la courbure de ce virage, la zone éclairée 5 soit légèrement déportée vers l'extérieur, au- delà de la portion de route 9 suivie par ce véhicule. Il est donc particulièrement opportun de prévoir des moyens permettant de ramener la zone éclairée par le faisceau 5 vers l'intérieur de ce virage 8 pour occuper une position schématiquement illustrée sur la Figure 1 sous la référence 10, procurant au conducteur une meilleure visibilité en avant de son véhicule 1, sans pour autant gêner le véhicule 6 venant en sens inverse. Cet effet est obtenu de façon classique en faisant pivoter les modules optiques d'éclairement des projecteurs droit et gauche de façon différenciée, chacun étant entraîné selon une solution déjà connue dans la technique par un moteur pas à pas de façon à pouvoir tourner autour de l'axe Z avec des angles adaptés au rayon du virage parcouru, par exemple de 15° vers l'intérieur pour l'un des projecteurs situé vers l'extérieur du virage, et de seulement 8° pour l'autre, ou inversement pour un virage en sens opposé. Pour permettre d'orienter la zone éclairée, en la rabattant vers l'intérieur du virage, sans avoir recours à cette solution connue dont les inconvénients ont déjà été soulignés, on utilise, conformément à l'invention, un dispositif hexapode, en lui-même classique, notamment pour réalisation de robots dits parallèles, et dont Figure 2 illustre un exemple de réalisation. l'ensemble hexapode son ensemble sous la essentiellement une 12 qui s'étend de horizontal et une 20 variation de son positionnement par rapport à la plateforme fixe, selon trois degrés de liberté en rotation autour des X, Y et Z de l'espace. Ce système hexapode présente en outre l'avantage de pouvoir également fournir au module 25 trois degrés de liberté complémentaires, en translation cette fois, selon la direction des trois mêmes axes X, Y et Z, le système comportant au total six degrés de liberté distincts. La plateforme de commande fixe 12 se présente 30 sous la forme d'un triangle équilatéral dont les sommets 14, 15 et 16 sont aménagés pour le montage des moyens de commande de position de la plateforme mobile 13 de la façon décrite ci-après. La plateforme mobile 13 présente également la 35 forme d'un triangle équilatéral mais dont les sommets 17, 18 et 19 sont décalés de 60° par la la Sur représenté référence plateforme préférence plateforme cette Figure, est désigné dans 11. Il comporte de commande fixe dans un plan mobile 13 susceptible de subir une rapport aux sommets de la plateforme fixe, par rotation autour de l'axe vertical. La liaison entre la plateforme de commande fixe 12 et la plateforme mobile 13 est réalisée au moyen de six actionneurs linéaires, respectivement 20 et 21, 22 et 23, et enfin 24 et 25, chacun de ces actionneurs étant avantageusement formé d'un vérin comportant un corps 26 et une tige 27 en coulissement relatif l'un par rapport à l'autre. En outre, ces actionneurs sont réunis aux deux plateformes, respectivement par des rotules 28 avec la plateforme de commande fixe 12 et des rotules 29 avec la plateforme mobile 13. En variante, ces rotules 28 et 29 peuvent être substitués par des organes de liaison à cardan à deux axes perpendiculaires, assurant aux actionneurs les mêmes possibilités de mouvements relatifs vis-à-vis de ces plateformes, ces organes constituant de simples équivalents techniques assurant strictement la même fonction. Dans l'ensemble hexapode 11 ainsi réalisé, les actionneurs 20 et 21 sont reliés par leurs rotules respectives 28 à la plateforme fixe 12 dans l'angle 14 du triangle équilatéral délimitant cette plateforme, ces mêmes actionneurs étant en revanche réunis, par leurs rotules 29, avec la plateforme mobile 13, dans deux angles opposés 17 et 19 de cette dernière. Des dispositions identiques sont prévues pour relier l'angle 15 de la plateforme de commande fixe aux angles 17 et 18 de la plateforme mobile, et enfin l'angle 16 aux angles 18 et 19 de celle-ci. Les divers actionneurs 20 à 25 sont ainsi réunis par leurs extrémités, respectivement à la plateforme de commande fixe 12 et à la plateforme mobile 13 en six points consécutifs sur chacune de ces plateformes, qui constituent des points d 'action sur la plateforme fixe et des points de réaction sur la plateforme mobile. Grâce à ces dispositions, l'ensemble hexapode permet principalement de faire varier la position de la plateforme mobile 13 par rapport à celle de la plateforme de commande fixe 12 avec les trois degrés de liberté en rotation requis grâce à la mise en oeuvre combinée et coordonnée des différents actionneurs linéaires en faisant varier la longueur instantanée de ces derniers par extension ou rétraction des divers vérins qui les constituent, entre leurs points d'action et de réaction respectifs. La Figure 3 illustre l'utilisation d'un ensemble hexapode du genre ci-dessus, pour la commande de position d'un module optique 30 d'un projecteur d'éclairage, permettant notamment de modifier l'orientation du faisceau de lumière délivré par celui-ci en faisant varier, au gré de l'utilisateur et selon les circonstances de la conduite du véhicule, l'angle de roulis autour de l'axe X, de site autour de l'axe Y et enfin d 'azimut autour de l'axe Z, ces trois axes étant schématisés sur cette Figure. Sur cette Figure, le module optique 30 comporte un élément 31 comprenant une lampe d 'éclairage (non représentée pour ne pas surcharger le dessin) et les moyens d'alimentation électrique de cette lampe, cet élément étant associé à un réflecteur 32, de préférence à profil en ellipse, la lampe d'éclairage étant disposée au foyer intérieur de ce réflecteur. Le réflecteur 32 est solidarisé d'une couronne 35 fixe 33, qui joue très exactement le rôle de la plateforme de commande fixe 12 de l'ensemble hexapode 11, les actionneurs 20, 21 et 22 de celui-ci, formé chacun d'un vérin comprenant un corps 26 et une tige 27, apparaissant seulement sur la vue en perspective de la Figure 3, les autres actionneurs 23 à 25 étant répartis sur la couronne 33 de la manière décrite précédemment. La couronne 33, faisant fonction de plateforme fixe pour l'ensemble hexapode 11, est réunie par ces actionneurs à une seconde couronne 34, qui à son tour joue exactement le rôle de la plateforme mobile 13 décrite en relation avec la Figure 2, la liaison des actionneurs 20 à 25 avec les deux couronnes étant réalisée par les rotules 28 et 29 respectivement ou par des cardans équivalents comprenant chacun deux axes de pivotement perpendiculaires l'un à l'autre, de telle sorte que, comme indiqué, l'orientation de cette couronne mobile puisse être modifiée à volonté, notamment en rotation autour des trois axes X, Y et Z pour faire varier les angles précités. La couronne mobile 34 est solidarisée du réflecteur 32 et comporte des pattes de liaison 35 avec une bague de montage 36 pour une lentille convergente 37 placée en avant du réflecteur en ellipse, le foyer de cette lentille étant confondu avec le foyer extérieur de ce dernier, le faisceau de lumière délivré à la sortie de la lentille étant orienté selon l'axe optique A du module 30. Les actionneurs 20 à 25 qui commandent le positionnement relatif de la couronne mobile 34 par rapport à la couronne fixe 33 et par suite qui font varier le positionnement en roulis, site et azimut du module optique 30, sont réunis par des liaisons électriques 38 à un boîtier électronique 39 qui permet de réaliser toutes les corrections nécessaires pour le projecteur d'éclairage autour des axes X, Y et Z qui sont ici virtuels et qui ne dépendent que des informations transmises à chacun des actionneurs par ce boîtier électronique. La Figure 4 est une vue en élévation du module optique, sur laquelle on retrouve les éléments essentiels qui constituent l'ensemble hexapode 11 d'une part, notamment la couronne de commande fixe 33 et la couronne mobile 34, ainsi que les actionneurs 20 à 23 (les actionneurs 24 et 25 étant cachés sur la Figure, d'autre part le module optique 30 avec sa lampe d'éclairage 31, son réflecteur 32, et les pattes 35 de liaison avec la bague 36 de support de sa lentille convergente 37. Sur cette Figure, on a également représenté, sous la référence 40, le masque du boîtier de support du projecteur, à travers lequel est disposée la lentille convergente 37 à la sortie du module optique. Selon une caractéristique additionnelle l'ensemble hexapode 11 autorise, outre les trois degrés de liberté en rotation du module autour des axes X, Y et Z, le déplacement de ce module selon la direction de l'axe optique A de celui-ci, notamment lorsque celui-ci est confondu avec l'axe X, en permettant notamment d'escamoter la lentille 37 à l'intérieur du masque 40 lorsque le projecteur est éteint, ou inversement de la faire saillir vers l'extérieur lorsque celui-ci est mis en service, ce qui procure des possibilités accrues en matière d'esthétique ou de style pour le véhicule. Le cas échéant, des dispositions similaires pourraient être envisagées pour permettre, de manière identique, d'autres déplacements en translation du module, cette fois selon les directions des axes Y et Z, ajoutant aux trois degrés en rotation, trois degrés de liberté complémentaires en translation. Les axes X, Y et Z autour desquels s'effectuent les corrections de roulis, de site et d'azimut respectivement, selon les six degrés de liberté assurés par le système hexapode, peuvent être placés au plus près de la lentille 37, comme illustré par les flèches apparaissant sur la Figure 3, ce qui permet en particulier de limiter à une valeur très faible le jeu de montage entre la lentille et le masque, et constitue un autre avantage sur le plan de la compacité du projecteur vis-à-vis d'un module optique classique où ce jeu est très important, notamment pour autoriser le débattement de la lentille en site autour de l'axe transversal Y. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit ci-dessus, en référence aux dessins annexés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS1 - Projecteur d'éclairage pour véhicule automobile, comportant un module optique (30) constitué d'une source lumineuse (31), d'un réflecteur (32) et d'une lentille (37) projetant un faisceau de lumière parallèle vers l'avant du véhicule, parallèlement à l'axe optique (A) de la lentille, ce module étant monté dans un boîtier fixe porté par la carrosserie du véhicule, caractérisé en ce que le module (30) comporte une couronne ou plateforme de support (34) de la lentille, montée mobile et reliée à une couronne ou plateforme de commande fixe (33), solidarisée du boîtier par un ensemble hexapode (11), apte à fournir à la couronne mobile trois degrés de liberté en rotation, respectivement autour de l'axe de roulis (X), longitudinal et horizontal, de l'axe de site (Y), transversal, s'étendant perpendiculairement à l'axe de roulis, et de l'axe (Z), vertical, perpendiculaire aux axes (X) et (Y). 2 - Projecteur d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble hexapode (11) comporte, de façon en soi connue, six points d'action prévus sur la couronne ou plateforme de commande fixe (33), reliés à six points de réaction prévus sur la couronne mobile (34), ces six points d'action et de réaction étant respectivement répartis deux par deux selon les trois sommets de deux triangles équilatéraux décalés mutuellement de 60° l'un par rapport à l'autre lorsque le plan de la couronne mobile est parallèle au plan de la couronne de commande fixe. 3 Projecteur d'éclairage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des deux points d'action disposé sur un sommet (14,15,16) du triangle équilatéral de la couronne ou plateforme de commande fixe est réuni à deux points de réaction distincts prévus sur deux sommets voisins (17,18 ou 19) de la couronne ou plateforme mobile, au moyen de deux actionneurs linéaires (20 et 21, 22 et 23 ou 24 et 25), de longueur variable, articulés sur ces points, respectivement d'action et de réaction, autour d'organes de liaison (28,29) avec ces couronnes. 4 Projecteur d'éclairage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de liaison des actionneurs linéaires avec les couronnes ou plateformes, respectivement fixe et mobile, sont constitués par des rotules (28,29). 5 - Projecteur d'éclairage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de liaison des actionneurs linéaires avec les couronnes, respectivement fixe et mobile, sont constitués par des cardans comprenant chacun deux axes de pivotement perpendiculaires l'un à l'autre. 6 - Projecteur d'éclairage selon la quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les actionneurs linéaires (20 à 25) sont constitués par des vérins dont le cylindre (26) est réuni à un point d'action et la tige (27) à un point de réaction, ou vice versa. 7 - Projecteur d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les actionneurs linéaires (20 à 25) sont pilotés par un boîtier électronique (39), en site, en azimut et en roulis, selon des axes de rotation virtuels qui ne dépendent que des informations de commande transmises à chacun de ces actionneurs. 8 Projecteur d'éclairage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les axes de rotation virtuels du module optique (30) sontplacés au plus près de la lentille (37). 9 - Projecteur d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble hexapode (11) est aménagé pour assurer le déplacement en translation de la couronne mobile (34) selon la direction de l'axe (X), le cas échéant selon la direction des axes (Y) et (Z) également.