Brevet FR2962534A1 — publié le 20120113

L'invention concerne un dispositif de détection des conditions environnantes, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins une plaque support, notamment un circuit imprimé, et des éléments optiques disposés sur cette plaque support. Des éléments optiques disposés sur une plaque support et permettant la détection des conditions environnantes sont connus dans diverses applications. Un exemple d'application d'un dispositif de détection pour véhicule est la commande des feux d'un véhicule en fonction de la situation de conduite du véhicule telle que divulguée dans le document DE 196 30 216 Al. D'autres dispositifs de détection enregistrent des données qui permettent un contrôle ou une détection de l'atmosphère dans un habitacle de véhicule ou détectent les précipitations par exemple pour activer automatiquement l'essuie-glace d'un véhicule. Un inconvénient des systèmes déjà connus est que ceux-ci ont une structure discrète, c'est-à-dire qu'à chaque fonction est affecté au moins un capteur ou un dispositif de détection comportant un ou plusieurs éléments optiques. On a toutefois besoin pour chaque fonction d'un capteur individuel ou d'un dispositif de détection individuel. Les frais que ceci occasionne, notamment lors de l'installation de plusieurs capteurs ou dispositifs de détection, sont très élevés car il faut intégrer une multitude de diodes et d'optiques. Il faut en outre de la place pour disposer chaque capteur ou chaque dispositif de détection, sachant qu'un grand nombre de capteurs individuels occupe beaucoup de place. Le problème à la base de l'invention est de créer un dispositif de détection qui combine plusieurs capteurs entre eux, permette un mode de construction compact du dispositif de détection et puisse être fabriqué à un coût particulièrement avantageux. Ce problème est résolu par un dispositif de détection permettant la détection des conditions environnantes, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins une 2962534 '2 plaque support, notamment un circuit imprimé, et des éléments optiques disposés sur cette plaque support, plusieurs des éléments optiques étant disposés autour d'un centre commun sur la plaque support et au moins deux des 5 éléments optiques disposés autour du centre présentant des axes d'effet principal qui sont engagés suivant un angle prédéfini par rapport à la plaque support, les axes d'effet principal étant dirigés vers le centre commun, caractérisé en ce que les éléments optiques sont disposés avec leurs 10 axes d'effet principal dirigés vers le centre sur des surfaces réceptrices de la plaque support, les surfaces réceptrices étant engagées suivant un angle par rapport à la plaque support et étant disposées perpendiculairement à l'axe d'effet principal respectif de l'élément optique. 15 Les éléments optiques sont orientables les uns par rapport aux autres de manière particulièrement simple grâce à la plaque support commune. Suivant le profil d'exigence et la position de montage, les axes d'effet principal des éléments optiques peuvent être engagés les uns par rapport 20 aux autres suivant des angles différents. Les zones de détection des capteurs peuvent ainsi être définies par une position de montage prédéfinie du dispositif de détection. On n'a pas besoin d'une optique complexe. Du fait que les éléments optiques sont disposés sur la 25 plaque support autour d'un centre commun, une forme extérieure particulièrement compacte du dispositif de détection est réalisable car les éléments optiques individuels peuvent être assemblés de manière optimale. Une forme particulièrement compacte est obtenue en particulier 30 par une disposition circulaire des éléments optiques. Les éléments optiques individuels peuvent en outre être couplés à plusieurs fonctions, ce qui permet de fabriquer le dispositif de détection à un coût avantageux. Les éléments optiques aussi bien que la plaque support 35 peuvent être fabriqués de manière particulièrement simple grâce aux surfaces réceptrices en angle. Les surfaces réceptrices de la plaque support avec les éléments optiques 2962534 '3 disposés autour du centre commun peuvent être engagées individuellement ou en groupe suivant l'angle respectif par rapport à la plaque support en fonction de l'orientation des axes d'effet principal des capteurs disposés sur la 5 plaque support. Pour ce faire, des surfaces correspondantes sont prévues dans la plaque support à la production et sont par exemple pliées sur un bord prédéfini. On n'a donc plus besoin de fabrications spéciales présentant une forme adaptée précisément à l'application respective avec une 10 orientation en angle par rapport à la surface réceptrice pour les éléments optiques. Les éléments optiques à disposer sur la plaque support sont de préférence des capteurs ou des sources lumineuses associées à des capteurs et se présentent sous forme de 15 diodes. Il est prévu en l'occurrence qu'au moins un élément optique disposé sur la plaque support soit une unité émettrice d'un capteur de pluie auquel est associé au moins un élément optique réalisé sous forme d'une unité réceptrice. Il est avantageux que l'unité émettrice soit 20 disposée sur la plaque support au milieu entre les éléments optiques disposés autour du centre commun et que l'au moins un élément optique réalisé sous forme d'unité réceptrice présente un axe d'effet principal engagé par rapport à la plaque support et dirigé vers le centre. L'unité émettrice 25 est une source lumineuse émettant un rayonnement infrarouge. Le rayonnement infrarouge émis est reflété par exemple sur une vitre ou une optique du dispositif de détection et projeté sur une unité réceptrice du capteur de pluie qui enregistre le rayonnement reflété. Si la vitre ou 30 l'optique est arrosée d'un liquide, notamment d'eau, l'angle de réfraction change et le rayonnement infrarouge renvoyé sur le capteur de pluie diverge d'une valeur normale prédéfinie. Comme un capteur de pluie comportant une seule unité 35 réceptrice ne peut balayer qu'une surface relativement petite, il est prévu que le dispositif de détection présente au moins deux, notamment au moins quatre, unités réceptrices. Ces unités réceptrices sont de préférence toutes à la même distance de l'unité émettrice disposée au milieu. Il est ainsi garanti que la pluie incidente est détectable avec un maximum de sûreté car une plus grande surface est détectée par le capteur de pluie et les tolérances entre les unités émettrices peuvent être équilibrées facilement. Dans une autre forme de réalisation du capteur de pluie, il est prévu que l'unité réceptrice soit disposée sur la plaque support au milieu entre les éléments optiques disposés autour du centre commun et que l'au moins un élément optique réalisé sous forme d'unité émettrice présente un axe d'effet principal engagé par rapport à la plaque support et dirigé vers le centre. Conformément à la disposition avec une seule unité émettrice disposée au milieu, il faut disposer au moins deux unités émettrices, notamment au moins quatre unités émettrices, autour du centre commun. Pour pouvoir déterminer le rayonnement solaire et notamment la répartition du rayonnement solaire sur l'objet équipé du dispositif de détection, il est prévu qu'au moins un des éléments optiques à axe d'effet principal engagé par rapport à la plaque support et dirigé vers le centre soit un capteur solaire permettant la détection du rayonnement solaire. Il est notamment prévu que le dispositif de détection comprenne au moins deux des capteurs solaires qui sont disposés face à face afin de permettre un calcul de l'angle d'incidence des rayons solaires ou de la position du soleil par rapport au dispositif de détection. Un espace fermé, avec les valeurs déterminées par le capteur solaire, peut être différemment frais ou ombragé en fonction du rayonnement solaire. Si le dispositif de détection se trouve dans une serre, il pourrait y avoir une ventilation ou un ombrage adapté aux plantes respectives. Si les valeurs enregistrées par les capteurs solaires sont mises en lien avec d'autres données d'autres capteurs du dispositif de détection, il peut y avoir une climatisation intégrale d'un espace fermé. Suivant un autre perfectionnement de l'invention, il est prévu qu'au moins un des éléments optiques ayant un axe d'effet principal engagé par rapport à la plaque support et dirigé vers le centre soit un capteur de lumière d'avant-champ et que le capteur de lumière d'avant-champ présente une plage de détection dotée d'un angle de détection orienté approximativement horizontalement. Avec ce capteur de lumière d'avant-champ qui se présente sous forme d'une diode commutable et qui enregistre ainsi le rayonnement dans au moins deux plages spectrales différentes, on peut détecter d'une part la luminosité à plus grande distance et d'autre part un signal lumineux reflété dans la plage spectrale infrarouge. En combinaison avec un capteur de lumière de champ environnant avantageusement disposé sur la plaque support et qui présente une zone de détection avec un cône de détection dirigé vers le haut, différentes données de luminosité et modifications de celle-ci peuvent être enregistrées. Ceci est particulièrement avantageux pour un véhicule car les données obtenues par le biais des deux capteurs de lumière peuvent être distinguées, par exemple tunnel et ponts. Pour pouvoir disposer d'autres capteurs sur la plaque support, celle-ci se prolonge avantageusement en un bloc en une section de raccordement. Il est ainsi possible de disposer d'autres capteurs sur la plaque support d'une manière optimale. La section de raccordement présente de préférence au moins un capteur de température et au moins un capteur d'humidité pour enregistrer l'humidité de l'air. Il peut par exemple être prévu comme capteur de température un capteur de température de surface et un autre capteur de température pour enregistrer la température de l'air et ambiante d'un espace circonscrit auquel le dispositif de détection est associé. Pour mesurer la température, de même que pour mesurer l'humidité de l'air, on peut faire passer 2962534 '6 de préférence de l'air dans les capteurs respectifs ou la section de raccordement de la plaque support. Grâce à un capteur fixé à une vitre pour enregistrer la température de surface, notamment en combinaison avec 5 les données d'autres capteurs du dispositif de détection, on peut par exemple détecter la tendance à la formation de condensation sur la vitre. En outre, à l'aide des données enregistrées concernant le rayonnement solaire, la luminosité, les précipitations et la température, on peut 10 obtenir une climatisation intégrale d'un espace fermé avec un maximum de précision et un grand confort. L'invention concerne par ailleurs un véhicule automobile qui présente un dispositif de détection permettant l'enregistrement des conditions environnantes et 15 comportant au moins une plaque support et des éléments optiques disposés sur cette plaque support et dans lequel le dispositif de détection présente un capteur de lumière d'avant-champ ayant une plage de détection à cône de détection tourné dans le sens de circulation. Il est 20 avantageux que le dispositif de détection soit disposé sur un pare-brise du véhicule automobile. Il est ainsi garanti que les capteurs à éléments optiques peuvent enregistrer les conditions environnantes sans altérations. De plus, la température ambiante et l'humidité de l'air de l'habitacle 25 sont mesurées de manière optimale car de l'air peut passer sur le pare-brise dans les meilleures conditions. Pour intégrer le dispositif de détection disposé sur le pare-brise de manière optimale dans le design de l'habitacle et du véhicule, il est prévu que le dispositif 30 de détection soit disposé dans le pied de miroir du rétroviseur au niveau du pare-brise du véhicule automobile. L'invention est expliquée plus précisément ci-après en partant d'un exemple de réalisation privilégiée représenté sur le dessin. Les figures montrent individuellement en : 35 figure 1 : un dispositif de détection à boîtier fermé vu en perspective ; figure 2 : le dispositif de détection de la figure 1 à boîtier ouvert sans capot avec la plaque support dégagée, vu en élévation, et figure 3 : la plaque support du dispositif de détection des figures 1 et 2 vue en perspective avec des capteurs disposés sur la plaque support. Le repère 1 désigne un boîtier d'un dispositif de détection 2 (figure 2). Ce boîtier 1 présente une pièce réceptrice 3 et un capot 4 qui sont raccordés de manière dissociable. Le capot 4 présente une forme sensiblement circulaire et comporte au centre du cercle décrit un orifice 5. La pièce réceptrice 3 présente une première zone réceptrice 3' et une seconde zone de raccordement allongée 3". Pour raccorder la pièce réceptrice 3 et le capot 4, il est prévu trois raccords à enclenchement 6, 6' et 6" et deux raccords à fichage 7, 7". La pièce réceptrice 3 présente trois éléments d'enclenchement des raccords à enclenchement 6, 6', 6" dont deux éléments d'enclenchement des raccords à enclenchement 6, 6', 6" sont disposés au niveau de la zone de raccordement allongée 3" à la première extrémité posée au niveau de la zone réceptrice 3' de la zone de raccordement 3" et un troisième élément d'enclenchement du raccord à enclenchement 6" au niveau de la zone réceptrice circulaire 3' du côté opposé à la zone de raccordement allongée 3". Sur la circonférence extérieure de la réceptrice circulaire 3" sont en outre disposés les récepteurs des deux raccords à fichage 7, 7'. Le capot 4 présente des becs d'enclenchement et éléments de fichage correspondant aux éléments d'enclenchement et aux récepteurs. La seconde extrémité libre de la zone de raccordement allongée 3" présente en autre un connecteur enfichable 8 pour le transfert de données et la fixation du dispositif de détection 2. A l'intérieur du boîtier 1, une plaque support 9 est disposée sur la zone réceptrice 3' de la pièce réceptrice 3, laquelle plaque support se continue par une section de raccordement 9' dans la zone de raccordement allongée 3" de la pièce réceptrice 3. La zone de raccordement 9' ressort de l'extérieur du boîtier 1 par une sous-partie située entre le capot 4 et le connecteur enfichable 8. Pour maintenir la plaque support 9 en position sur la pièce réceptrice 3, la pièce réceptrice 3 présente des tiges qui correspondent à des évidements de la plaque support 9. La structure de la plaque support 9 est représentée avec le dispositif de détection 2 en figures 2 et 3. La plaque support 9 présente une forme circulaire et un diamètre qui est légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie réceptrice de forme circulaire 3' de la pièce réceptrice 3. La plaque support circulaire 9 présente autour de son centre un total de sept surfaces engagées suivant un angle par rapport à la plaque support 9 et qui se situent approximativement à la même distance du centre. Des éléments optiques sont disposés sur ces surfaces. Quatre des sept éléments optiques des surfaces engagées de la plaque support 9 sont des diodes réceptrices 10, 10', 10", 10" ' enregistrant le rayonnement infrarouge d'un capteur de pluie, les unités réceptrices 10, 10', 10", 10"' étant disposées mutuellement décalées, en particulier d'un angle de 90°, autour du centre de la plaque support 9. Au centre, la plaque support 9 présente une unité émettrice 12 du capteur de pluie auquel les unités réceptrices 10, 10', 10", 10"' sont fonctionnellement associées. Les unités réceptrices 10, 10', 10", 10" ' reçoivent le rayonnement infrarouge se réfléchissant par exemple sur une vitre de l'unité émettrice 12, qui change en fonction de l'arrosage de la vitre avec de l'eau. Sur les deux autres surfaces opposées engagées de la plaque support 9 est disposé respectivement un capteur solaire 11, 11' qui permet de détecter le sens du rayonnement solaire. Est en outre disposé, entre l'unité émettrice 12 et la zone de raccordement 3" de la pièce réceptrice 3 sur la plaque support 9, un capteur de lumière environnante 13 qui enregistre la luminosité dans sa plage de détection. Sur la surface engagée qui se trouve en ligne droite avec l'unité émettrice 12 et le capteur de lumière environnante 13, est disposé un capteur de lumière d'avant-champ 14. Ce capteur de lumière d'avant-champ 14, se présentant sous forme d'une photodiode commutable et enregistrant ainsi le rayonnement dans au moins deux plages spectrales différentes, peut ainsi détecter d'une part la luminosité à une distance prédéfinie du dispositif de détection 2 et d'autre part un signal lumineux se réfléchissant. L'angle d'ouverture du cône de détection des capteurs est notamment prescrit par les dimensions de l'orifice 5 dans le capot 4 et par la position ou la disposition du capteur de lumière respectif 13, 14 par rapport à l'orifice 5. La section de raccordement 9' est coudée plusieurs fois de 90° respectivement et s'avance à travers un orifice par une surface de contact 15 entre le capot 4 et le connecteur enfichable 8 qui constitue la sous-partie visible en figure 1 de la plaque support 9. Sur la surface de contact 15 sont posées deux surfaces 15', 15" disposées perpendiculairement à la surface de contact 15 et à la plaque support 9 de la section de raccordement 9', dont la surface 15' relie la surface de contact 15 à la plaque support 9. La configuration de la section de raccordement 9' devient particulièrement nette en figure 3, les deux surfaces 15', 15" étant disposées parallèlement à la paroi interne de la zone de raccordement allongée 3" de la pièce réceptrice 3. Sur les faces internes des surfaces de la section de raccordement 9' sont disposés un capteur de température 16 2962534 '10 permettant de détecter la température ambiante ou de l'air et un capteur combiné d'humidité et de température 17 permettant de détecter une température de surface de même que l'humidité ambiante ou de l'air. Le capteur combiné 5 d'humidité et de température 17 est alors disposé au niveau de la surface de contact 15 dépassant du boîtier 1, tandis que le capteur de température 16 permettant de détecter la température environnante ou de l'air est disposé au niveau de la surface 15' formée perpendiculairement à la plaque 10 support 9 de la section de raccordement 9'. Cette forme de réalisation du dispositif de détection 2 est disposée sur la face interne du pare-brise d'un véhicule, la face portant le capot 4 étant tournée vers le 15 pare-brise du véhicule et la zone de raccordement allongée 3" de la pièce réceptrice 3 étant dirigée dans le sens de circulation. La plage de détection du capteur lumineux d'avant-champ 14 présente ainsi un cône de détection dirigé sensiblement dans le sens de circulation du véhicule, 20 tandis que le capteur de lumière de champ environnant 13 présente une plage de détection avec un cône de détection sensiblement dirigé vers le haut. Avec les données déterminées par le capteur de lumière de champ environnant 13 et le capteur de lumière d'avant-champ 14, on peut par 25 exemple mettre en oeuvre une commande des feux de croisement adaptée à la situation de conduite respective du véhicule. Une détection des conditions environnementales influant sur la portée de visibilité comme le brouillard, la neige ou similaires est également possible.