Brevet FR3052710A1 — publié le 20171222

BOITIER D'INTERFACE ENTRE UN VÉHICULE AUTOMOBILE ET UN VÉHICULE TRACTÉ DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001]L'invention se rapporte à un boîtier d'interface destiné à être agencé entre un véhicule automobile et un véhicule tracté, ainsi qu'à un procédé utilisant un tel boîtier, ce boîtier étant adapté en particulier à l'utilisation de sources de lumière électroluminescentes (dénommées ci-après « LEDs »). [0002] La plupart des véhicules automobiles sont habilités à tracter un autre véhicule comme la remorque d'un camion, la remorque ou la caravane d'une voiture. En cas de tractage, les feux règlementaires arrière du véhicule automobile doivent être dupliqués à l'identique à l'arrière du véhicule tracté. Pour ce faire, des boitiers d'interface ont été développés pour alimenter les feux du véhicule tracté par le véhicule automobile. [0003]Un exemple classique de ce type de boitier est présenté par le document de brevet US 5 739 592. Ce document décrit un système de communication électrique entre un véhicule automobile et les ampoules de sa remorque, ce système étant apte à surveiller le fonctionnement des ampoules de la remorque, tout en satisfaisant à des exigences techniques telles que la protection contre les grésillements électriques. De plus, ce système est également apte à basculer les liaisons électriques de ces ampoules sur des liaisons de couplage direct à la source d'électricité du véhicule automobile. [0004] Les boitiers d'interface étant initialement destinés à alimenter des feux de véhicule tracté à ampoules à filament, ces boitiers doivent également être adaptés pour pouvoir alimenter des LEDs, car les LEDs sont de plus en plus installées sur les remorques ou sur caravanes à la place des ampoules à filament. Les caractéristiques de raccordement électrique de ces LEDs (environ 2 à 3 V de tension et 15-20 mA d'intensité électrique) sont différentes de celles des ampoules 3052710 2 à filament, mais ces LEDs apportent de nombreux avantages comme une faible consommation électrique et une durée de vie sensiblement allongée. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0005] Plusieurs améliorations ont été apportées à ces boitiers d'interface 5 adaptés aux remorques et caravanes. Par exemple, le document de brevet EP 2 000 358 présente un système d'interface adapté aux LEDs, disposé entre un véhicule et sa remorque et comportant principalement une unité de diagnostic ainsi qu'une unité de simulation d'ampoule à incandescence (à la place de LEDs). Dans cette installation, les LEDs sont raccordés directement sur le véhicule, ce qui 10 est dangereux du fait du risque d'échauffement excessif en cas de court-circuit dans une LED. [0006]Ce type de raccordement direct de LEDs sur un véhicule est également présent dans le système du document de brevet EP 2 149 476 comprenant un circuit supplémentaire de dérivation utilisé durant l'utilisation d'une 15 LED activable au moyen d'un contacteur. L'utilisation de cette LED est détectée au moyen d'un signal de test, et après l'utilisation de la LED, l'utilisation du circuit de dérivation est stoppée avec l'ouverture du contacteur. [0007]Un autre exemple d'utilisation de LEDs est présenté dans le document de brevet FR 2 978 093, à partir d'un module de signalisation et/ou 20 d'éclairage d'un ensemble de LEDs installé en réseau à plusieurs branches sur une remorque de véhicule. Ce module est apte à surveiller l'intensité des LEDs et à pouvoir maintenir, augmenter ou baisser leur intensité pour que, dans le cas où certaines LEDs sont hors service, les autres LEDs ne soient pas en surtension et puissent offrir un éclairage équivalent au réseau sans LED hors service. Sur ce 25 réseau, les LEDs sont également raccordées par une liaison directe au véhicule. [0008]Cependant, les boitiers d'interface de ces documents ne sont pas satisfaisants quant à la sécurité du fait du raccordement électrique direct des LEDs du véhicule tracté. De plus, aucun de ces documents ne prévoit de diagnostiquer l'état de fonctionnement de chaque type de feu et, en particulier, 30 des feux clignotants comme la réglementation européenne l'impose. EXPOSÉ DE L'INVENTION 3052710 3 [0009] L'invention vise précisément à sécuriser le raccordement des LEDs d'un véhicule tracté et à permettre un contrôle de l'état de fonctionnement des feux arrière, en particulier des feux clignotants, de ce véhicule tracté. Pour ce faire, l'invention prévoit, pour un tel boîtier d'interface, des alimentations de LEDs 5 indépendantes les unes des autres et un diagnostic des LEDs par mesure de leur niveau de tension en temps réel. [0010] A cet effet, la présente invention a pour objet un boîtier d'interface destiné à être agencé entre un véhicule automobile et un véhicule tracté équipé de feux d'éclairage et de signalisation à diodes électroluminescentes dites LEDs, au 10 moins un feu comportant au moins une LED. De plus, le boitier d'interface comporte, en une extrémité, une borne destinée à se connecter à un raccordement électrique du véhicule automobile et, en une autre extrémité, une borne destinée à se connecter à un raccordement électrique de LEDs et, reliant ces deux bornes, un superviseur surveillant en temps réel la tension aux bornes 15 des LEDs du véhicule tracté, ce superviseur comportant des moyens de coupure d'alimentation desdites LEDs. Ledit boitier loge une alimentation électrique indépendante pour chaque LED et disposée entre le superviseur et la borne destinée à se connecter au feu correspondant, ainsi qu'un simulateur de charge d'ampoule à filament agencé entre la borne d'extrémité, destinée à se connecter 20 au véhicule automobile, et le superviseur. [0011]Ce boitier d'interface est compatible avec tout type de véhicule tracté à raccorder sur un véhicule automobile équipé de feux à LEDs. La détection d'une défaillance de LED par son niveau de tension telle que mise en oeuvre par l'invention est ainsi conforme à la Réglementation Européenne. De plus, 25 l'alimentation indépendante de chaque LED évite le risque d'échauffement excessif en cas de court-circuit sur une LED. [0012] Selon une forme de mise en oeuvre avantageuse : - le simulateur de charge est un transistor comportant des fonctions de diagnostic et de protection, dit « intelligent » (« Smart Power » en terminologie 30 anglaise) ; un tel équipement a l'avantage de pouvoir s'adapter à toutes les commandes du superviseur et de ne pas utiliser de charge résistive pour simuler la présence d'une ampoule à filament; 3052710 4 - alternativement, le simulateur de charge comporte un transistor à effet de charge dit MOSFET connecté à un pont diviseur ; - l'alimentation électrique indépendante d'une LED comporte un pont diviseur dont la tension d'entrée est reliée à l'alimentation permanente du véhicule 5 automobile et dont la tension de sortie est reliée au superviseur; avantageusement, ce type d'alimentation électrique est utilisé pour des LEDs nécessitant une alimentation commutée de type linéaire, adapté en particulier aux feux de signalisation de freinage, et la liaison avec le superviseur sert à la surveillance par ce superviseur de la tension aux bornes de chaque LED ; 10 - alternativement, l'alimentation électrique indépendante d'une LED comporte un transistor MOSFET relié à l'alimentation permanente du véhicule automobile ainsi qu'au superviseur, le transistor MOSFET étant relié à un pont diviseur dont la tension de sortie est également reliée au superviseur ; avantageusement, ce type d'alimentation électrique est utilisé pour des LEDs 15 nécessitant une alimentation commutée de type à découpage, adapté en particulier aux feux clignotants, et la liaison avec le superviseur servant à la surveillance par ce superviseur de la tension aux bornes de chaque LED; - un multiplexeur et un démultiplexeur sont reliés respectivement en entrée et en sortie du superviseur sur le parcours de la liaison électrique entre les 20 deux bornes d'extrémité, ce qui permet de diminuer le nombre de connexions nécessaires à l'entrée et à la sortie du superviseur, ainsi que la longueur des câbles électriques dans le boitier d'interface; - le superviseur est choisi entre un microcontrôleur et un microprocesseur. 25 [0013] L'invention se rapporte également à un procédé d'interfaçage entre un véhicule automobile et un véhicule tracté équipé de feux d'éclairage et de signalisation à LEDs mettant en oeuvre un boîtier d'interface tel que défini ci-dessus. Le procédé comporte les étapes suivantes : - commande d'un feu d'éclairage ou de signalisation par le conducteur ; 30 - alimentation électrique du simulateur de charge et du superviseur du boitier d'interface; 3052710 5 - test de vérification de l'activation de la tension aux bornes du simulateur de charge effectué par le superviseur et, si la tension n'est pas validée par le simulateur, un décompte de temps commence ; - lorsque le décompte atteint la valeur zéro alors qu'aucune validation de 5 tension ni qu'aucune interruption n'est opérée, un arrêt du procédé est opéré; - si la tension est validée par le test précédent, la tension est mise à disposition pour chaque LED par le superviseur et l'alimentation indépendante correspondante; - un deuxième test, réalisé par le superviseur, vérifie la présence de de 10 chaque LED et, si une LED n'est pas présente ou si elle présente un défaut de fonctionnement, le procédé est arrêté ; - en cas de défaillance constatée de cette LED, le superviseur coupe l'alimentation électrique du simulateur de charge correspondant, ce qui génère une alerte sur le tableau de bord du véhicule automobile, 15 - si aucune défaillance n'est constatée, la tension reste à disposition; et - la commande de la LED du feu d'éclairage ou de signalisation peut être ensuite arrêtée par action du conducteur, et/ou par action du superviseur en cas de défaut constaté sur le simulateur de charge ou sur une LED. PRÉSENTATION DES FIGURES 20 [0014]D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement: - la figure 1, un schéma de circuit de commande et d'alimentation d'un boitier d'interface selon un exemple de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 2, un schéma de l'alimentation électrique indépendante d'une LED comportant un transistor MOSFET; - la figure 3, un schéma de l'alimentation électrique indépendante d'une LED comportant un pont diviseur; et - la figure 4, un logigramme des étapes d'un procédé d'une 30 commande d'un feu d'éclairage ou de signalisation utilisant le boitier selon l'invention. 3052710 6 [0015]Sur les figures, des éléments identiques ou analogues sont repérés par un même signe de référence qui renvoie au(x) passage(s) de la description détaillée qui le mentionne(nt). DESCRIPTION DÉTAILLÉE 5 [0016] En référence au schéma de la figure 1 illustrant un exemple de réalisation d'un circuit de commande et d'alimentation d'un boitier d'interface 1 selon l'invention. Le boitier d'interface 1, intercalé entre un véhicule automobile « A » et un véhicule tracté « T », comporte dans cet exemple 13 voies, permettant des connexions pouvant aller jusqu'à 13 feux de signalisation ou d'éclairage 10 différents. Dans le véhicule tracté « T », la LED 8 contribue à faire fonctionner un de ces feux d'éclairage ou de signalisation. [0017]Cette LED 8 est reliée à la masse 9 du véhicule tracté « T ». Entre les deux bornes d'extrémité 3b et 4b du boitier d'interface 1, les équipements suivants sont reliés entre eux par des liaisons électriques schématiquement 15 représentées par un fil électrique 10 : - un microprocesseur 6, remplissant la fonction de superviseur et surveillant en temps réel la tension aux bornes de l'ensemble des LEDs 8 du véhicule tracté « T » pour pouvoir couper l'alimentation de ces LEDs 8 en cas de défection électrique (en particulier par formation d'un court-circuit ou d'un circuit 20 ouvert) ; - pour chaque LED 8, une alimentation électrique 7 indépendante des autres alimentations électriques; - pour chaque LED 8 également, un simulateur de charge d'ampoule à filament 5 relié en entrée à la borne d'extrémité 3b du boitier d'interface 1 et en 25 sortie au superviseur 6; - avantageusement, un multiplexeur 11 servant à minimiser le nombre de liaisons électriques nécessitant une entrée sur le superviseur 6, et un démultiplexeur 12 servant à reformer, en sortie du superviseur 6, les multiples liaisons électriques vers les alimentations électriques indépendantes 7 et les LEDs 30 8. [0018] Le simulateur de charge 5 est un transistor comportant des fonctions de diagnostic et de protection, dit « intelligent » (de type « Smart 3052710 7 Power » en terminologie anglaise). Un tel équipement a l'avantage de pouvoir s'adapter à toutes les commandes du superviseur 6, et de ne pas utiliser de charge résistive pour simuler la présence d'une ampoule à filament. Le simulateur de charge 5 peut alternativement comporter un transistor MOSFET ou FET utilisé 5 comme résistance et un pont diviseur. [0019] En cas de défaillance d'une LED, cette détection est réalisée par le superviseur 6 qui mesure directement et en temps réel son niveau de tension. De plus, l'alimentation indépendante 7 de chaque LED évite le risque d'échauffement excessif en cas de court-circuit sur une LED. 10 [0020]Deux types d'alimentations indépendantes 7 de LEDs 8 particulièrement avantageux sont décrits ci-après. Un premier type d'alimentation indépendante 7a est présenté en référence à la figure 2. Cette alimentation indépendante 7a comporte un transistor à effet de champ MOSFET 20 relié par son drain 19 à l'alimentation permanente 22 du véhicule automobile « A ». Elle est 15 aussi reliée au superviseur 6 par sa grille 21 et une résistance R1, dans le but de recevoir une commande de feu « C » (cf. l'étape 45 ci-après en référence à la figure 4) pilotée par le superviseur 6. Une résistance R2 relie la grille 21 à la masse 9. [0021 ]Une connexion 25 est placée sur la tension de sortie d'un pont 20 diviseur formé de deux résistances R3 et R4 et relié à la source 23 du transistor MOSFET 20. Cette connexion 25 sert à communiquer en temps réel la mesure de la tension de sortie du pont diviseur au superviseur 6 (cf. figure 1). La présence de la LED 8 et son type de dysfonctionnement éventuel se mesure ainsi par une comparaison, effectuée par le superviseur 6, entre le niveau de tension et des 25 valeurs de tension préétablies. Ce type de raccordement électrique 7a est utilisé pour des LEDs 8 fonctionnant avec une alimentation commutée de type « à découpage », par exemple pour les feux clignotants. [0022] Un deuxième type d'alimentation indépendante 7b est présenté plus précisément sur la figure 3. Cette alimentation 7b comporte un pont diviseur 30 de tension d'entrée Ve et formé de deux résistances R5 et R6. Entre ces résistances, est créée la tension de sortie Vs récupérée sur une connexion 25. Cette tension Vs est appliquée au superviseur 6 (cf. figure 1) pour lui fournir la 3052710 8 valeur de sortie du pont diviseur R5-R6. Cette valeur indique, comme précédemment, le fonctionnement ou le dysfonctionnement de la LED 8. [0023] L'alimentation indépendante 7b reçoit la commande de feu « C » (cf. l'étape 45 ci-après en référence à figure 4) en entrée d'un boitier 5 d'alimentation électrique 30 de type commutateur, ce boitier 30 étant relié au pont diviseur R5-R6 via la liaison d'entrée 31 du pont diviseur R5-R6. Lorsque la commande « C » est active via le boitier 30, l'alimentation électrique permanente 22 fournit alors la tension d'entrée Ve au pont diviseur R5-R6 et à la LED 8. Ce type de raccordement électrique est utilisé pour des LEDs 8 fonctionnant avec une 10 alimentation commutée de type « linéaire », par exemple pour les feux de signalisation des freins. [0024] La figure 4 présente un logigramme des étapes d'un procédé de commande d'un feu d'éclairage ou de signalisation, utilisant un boitier d'interface selon l'invention, ce feu intégrant au moins une LED. 15 [0025] Les étapes de ce logigramme sont les suivantes, les références citées 2 à 22 se rapportant aux équipements illustrés par la figure 1. Une commande de feu d'éclairage ou de signalisation 8 est effectuée par le conducteur (étape 40), puis l'alimentation électrique (étape 41) en mode commutation du simulateur de charge 5 et du superviseur 6 du boitier d'interface 1 20 est implémentée. Un test de vérification (étape 42) de l'activation de la tension aux bornes du simulateur de charge 5 est effectué par le superviseur 6. [0026] Suite à ce test de vérification, si cette tension n'est pas conforme à la valeur attendue, un décompte de temps commence (étape 43) dans l'attente d'une valeur de tension conforme. Pendant ce décompte, si la valeur de tension 25 aux bornes du simulateur de charge est validée, on passe à l'étape 45 d'allumage de la LED 8. Il est également avantageux de prédéfinir un intervalle de déclenchement pour validation pendant ce décompte, par exemple entre 3 et 5 V, la LED étant considérée en court-circuit en-dessous de 3 V et en circuit ouvert (ou non présente) au-dessus de 5 V. Dans ce cas, le décompte est interrompu tant 30 que la tension ne se trouve pas dans cet intervalle de déclenchement. Si ce décompte atteint la valeur zéro sans qu'une valeur de tension soit validée par le superviseur 6 ou qu'une interruption n'intervienne suite à la détection d'un niveau 3052710 9 de tension en dehors d'un intervalle de déclenchement prédéfini pour validation, une telle situation entraîne un arrêt du procédé (étape 49). [0027] Les étapes suivantes s'enchaînent alors: - si la tension est présente et validée par le superviseur, la tension est 5 mise à disposition pour chaque LED 8, en mode commutation, par le superviseur 6 et l'alimentation indépendante 7 de la LED correspondante (étape 45); - un deuxième test (étape 46) réalisé par le superviseur 6 vérifie la présence de la LED 8 et si cette LED 8 n'est pas présente ou si elle présente un défaut de fonctionnement, le procédé est stoppé (étape 49) ; 10 - l'allumage (étape 47) de la LED 8 est maintenu si test de l'étape 46 réussit ; - en cas de défaillance constatée de cette LED 8, le superviseur 6 coupe l'alimentation électrique du simulateur de charge correspondant 5; ceci génère une alerte de défaillance sur le tableau de bord du véhicule automobile ; 15 - la commande du feu d'éclairage ou de signalisation est ensuite stoppée (étape 49) à un instant ultérieur soit par une action du conducteur du véhicule automobile sur la commande dédiée, soit par action du superviseur 6 en cas de défaut constaté sur le simulateur de charge 5 suite au premier test, ou sur une LED 8 suite au deuxième test. L'arrêt peut être effectué suite à une double action 20 par le conducteur et le superviseur 6. [0028] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, le superviseur est capable de remonter au tableau de bord du conducteur un défaut de type circuit ouvert ou court-circuit d'une LED. [0029] Par ailleurs, le superviseur est réalisé sur la base d'un 25 microcontrôleur, d'un microprocesseur ou, plus généralement, d'une unité de traitement numérique de données. REVENDICATIONS1. Boîtier d'interface (1) destiné à être agencé entre un véhicule automobile (A) et un véhicule tracté (T) équipé de feux d'éclairage et de signalisation à diodes électroluminescentes dites LEDs, au moins un feu comportant au moins une LED, le boitier d'interface (1) comportant, en une extrémité, une borne (3b) destinée à se connecter à un raccordement électrique du véhicule automobile (A) et, en une autre extrémité, une borne (4b) destinée à se connecter à un raccordement électrique de LEDs (8) et, reliant ces deux bornes (3b, 4b), un superviseur (6) surveillant en temps réel la tension aux bornes des LEDs (8) du véhicule tracté (T) et comportant des moyens de coupure d'alimentation desdites LEDs (8), caractérisé en ce que ledit boitier (1) loge une alimentation électrique indépendante (7) pour chaque LED (8) et disposée entre le superviseur (6) et la borne (4b) destinée à se connecter au feu (8) correspondant, ainsi qu'un simulateur de charge (5) d'ampoule à filament agencé entre la borne d'extrémité (3b), destinée à se connecter au véhicule automobile (A), et le superviseur (6). 2. Boîtier d'interface (1) selon la revendication 1, dans lequel le simulateur de charge (5) est un transistor comportant des fonctions de diagnostic et de protection, dit « intelligent » (« Smart Power » en terminologie anglaise). 3. Boîtier d'interface (1) selon la revendication 1, dans lequel le simulateur de charge (5) comporte un transistor à effet de charge dit MOSFET connecté à un pont diviseur; 4. Boîtier d'interface (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'alimentation électrique indépendante (7b) d'une LED (8) comporte un pont diviseur (R3-R4) dont la tension d'entrée (Ve) est reliée à l'alimentation permanente (22) du véhicule automobile (A) et dont la tension de sortie (Vs) est reliée au superviseur (6). 5. Boîtier d'interface (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'alimentation électrique indépendante (7a) d'une LED (8) comporte un transistor MOSFET (20) relié à l'alimentation permanente (22) du véhicule automobile (A) ainsi qu'au superviseur (6), le transistor MOSFET (20) 3052710 11 étant relié à un pont diviseur (R3-R4) dont la tension de sortie (25) est également reliée au superviseur (6); 6. Boîtier d'interface (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel un multiplexeur (11) et un démultiplexeur (12) sont reliés 5 respectivement en entrée et en sortie du superviseur (6) sur le parcours (10) de la liaison électrique entre les deux bornes d'extrémité (3b, 4b). 7. Boîtier d'interface (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le superviseur (6) est choisi entre un microcontrôleur et un microprocesseur. 10 8. Procédé d'interfaçage entre un véhicule automobile (A) et un véhicule tracté (T) équipé de feux d'éclairage et de signalisation à LEDs (8) mettant en oeuvre un boîtier d'interface (1) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 15 - commande (40) d'un feu d'éclairage ou de signalisation par le conducteur ; - alimentation électrique (41) du simulateur de charge (5) et du superviseur (6) du boitier d'interface (1); - test (42) de vérification de l'activation de la tension aux bornes du 20 simulateur de charge (5) effectué par le superviseur (6) et, si la tension n'est pas validée par le simulateur (6), un décompte de temps commence (43); - lorsque le décompte atteint la valeur zéro (43) alors qu'aucune validation de tension ni qu'aucune interruption n'est opérée, un arrêt du procédé est opéré (49) ; 25 -- si la tension est validée par le test précédent, la tension est mise à disposition (45) pour chaque LED (8) par le superviseur (6) et l'alimentation indépendante (7) correspondante; - un deuxième test (46), réalisé par le superviseur (6), vérifie la présence de chaque LED (8) et, si une LED n'est pas présente ou si elle présente un défaut 30 de fonctionnement, le procédé est arrêté (49) ; 3052710 12 - en cas de défaillance constatée de cette LED (8), le superviseur coupe l'alimentation électrique du simulateur de charge (5) correspondant, ce qui génère une alerte sur le tableau de bord du véhicule automobile, - si aucune défaillance n'est constatée, la tension reste à disposition (47); 5 - la commande de la LED (8) du feu d'éclairage ou de signalisation est ensuite arrêtée (49) par action du conducteur (48), et/ou par action du superviseur (6) en cas de défaut constaté sur le simulateur de charge (5) ou sur une LED (8).