Brevet FR3095173A1 — publié le 20201023

Description Titre de l'invention : Module d'éclairage et dispositif d'éclairage et/ ou de signalisation de véhicule automobile comportant un tel module. [0001] L'invention concerne les dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation, destinés plus particulièrement aux véhicules automobiles. L'invention porte plus précisément sur un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation lumineuse, sans vitre de protection, comprenant des moyens de détection d'agents d'occultation dudit dispositif. [0002] De manière connue, les dispositifs d'éclairage et/ou de signalisation lumineuse sont disposés à l'avant et à l'arrière d'un véhicule automobile afin, d'une part, d'éclairer la route pour améliorer la visibilité du conducteur du véhicule, notamment en condition nocturne, et, d'autre part, de signaliser la position du véhicule aux autres usagers de la route. [0003] En pratique, un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation lumineuse avant comprend piincipalement les feux de position, les feux de croisement et les feux de route dont les différentes intensités lumineuses permettent d'adapter l'éclairage aux conditions extérieures. Pour ce faire, un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation lumineuse avant comprend une pluralité de sources lumineuses pouvant être actionnées afin d'activer les différents feux. [0004] De manière classique, les différentes sources lumineuses se présentent sous la forme d'une pluralité d'ampoules à incandescence halogène ou de diodes électroluminescentes, également désignées DEL ou LED pour Light-Emitting Diode en linigue anglaise, montées à l'intérieur d'un boîtier dont la face avant est fermée de manière étanche par une paroi transparente, réalisée à partir d'une résine transparente et résistante aux chocs afin de permettre à la lumière émise par les sources de lumières d'être orientée vers l'avant du véhicule. Une telle face avant, également désignée sous le terme de « vitre », a pour fonction de protéger les sources de lumières des conditions extérieures, notamment de la pluie, neige, glace ou de tout objet projeté vers l'avant du véhicule et pouvant endommager lesdites sources de lumière. [0005] On connait, par le document FR3015003A, un dispositif d'éclairage et/ou de signa- lisation lumineuse ne comprenant pas de vitre. Un tel dispositif d'éclairage et/ou de signalisation lumineuse comprend une pluralité de modules d'éclairage dont la lentille de projection fait également office de vitre de protection. [0006] Par commodité, les termes « modules d'éclairage » ou « module » seul seront utilisés par la suite pour désigner des modules qui peuvent aussi bien contenir des sources de lumière aptes à réaliser des feux de signalisation et/ou des feux d'éclairage. 2 [0007] Dans un projecteur automobile sans vitre extérieure de protection, les modules d'éclairage (feux de croisement, feux de route, etc.), sont exposés aux intempéries extérieures (pluie, neige, glace). La neige, en particulier celle accumulée pendant les étapes de roulage, risque de bloquer la sortie de lumière des modules d'éclairage et signalisation. Cc phénomène risque de ne pas être détecté par le conducteur (ou l'être tardivement), c'est qui l'exposerait à de graves risques d'accidents. [0008] De manière générale, on désignera par « agents d'occultation », toute matière ou objet apte à s'accumuler sur les lentilles de sorties des modules, rendant la sortie de lumière difficile voire impossible. Bref toute configuration aboutissant à une visibilité ne permettant pas au conducteur de conduire dans des conditions de sécurité nominales. [0009] Dans les projecteurs comportant un boiticr fermé par une vitre, on connait différents systèmes permettant d'anticiper la tenue de la glace ou la neige sur la vitre en amenant par exemple de l'air chaud au voisinage de la vitre par l'intérieur du boitier. [0010] On a pu connaitre également des essuie vitre (balais d'essuie-vitre) pour projecteur qui nécessitaient d'avoir une surface vitrée relativement plane. [0011] Aucune de ces solutions n'est possible avec un module d'éclairage dépourvu de vitre de protection tel que décrit dans le document FR3015003A. [0012] La figure 1 illustre schématiquement suivant une section verticale, un module de projecteur sans vitre de protection tel que décrit dans le document FR3015003A. [0013] Un tel projecteur PRO comporte typiquement, au moins un module d'éclairage MOD disposé à l'intérieur d'une cavité CAV ménagée dans la face avant FAV du véhicule VHL. Le module MOD comporte un boitier BOT et une lentille de sortie asphérique LAS fermant hermétiquement le boitier BOI La lentille de sortie est directement exposée à la neige ou la glace (symbolisé par un nuage) NEG qui peut s'accumuler durant le roulage, dans l'ouverture OUV de la cavité CAV, sur ou devant la lentille de sortie LAS. Un dissipateur thermique RAD (radiateur), attenant au fond du boitier BOI du module MOD, permet de dissiper la chaleur dégagée par la source de lumière (LED) non représentée, disposée à l'intéiieur du boitier BOT du module MOD. [0014] On connait également des systèmes pour détecter des cumuls de neige ou de glace sur les caches transparents de mobiliers d'éclairage public ou des feux de signalisation routière. De tels systèmes détectent la quantité de neige ou de glace qui se dépose sur le cache et au-delà d'une certaine valeur, active un système de chauffage pour faire fondre la neige ou la glace. La détection utilise un système émetteur/récepteur à infrarouge ou à ultra-sons. [0015] Ces systèmes ne sont pas adaptés au domaine automobile avec les contraintes propres à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule automobile en cours de roulage. Ils sont par ailleurs gourmands en énergie électrique. 3 [0016] La présente invention a pour but de proposer une solution simple à mettre en oeuvre adaptée au contexte particulier des modules mis en oeuvre dans un projecteur sans vitre de protection et sans impact esthétique, aérodynamique ni en termes de performances optiques. [0017] A cet effet, la présente invention a pour objet un module d'éclairage pour véhicule automobile comportant un boitier contenant une source de lumière montée sur une plaque support, un réflecteur apte à réfléchir le faisceau lumineux émis par la source de lumière vers une lentille de sortie fermant de manière étanche l'ouverture du [initier, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de détection de lumière disposé sur la plaque support, entre la source de lumière et la lentille de sortie, apte à détecter une fraction du faisceau lumineux rétrodiffusé à l'intérieur du l'eider du module quand le faisceau rencontre une couche d'un agent d'occultation extérieur accumulée sur, ou à proximité immédiate de, la lentille de sortie. [0018] Selon une caractéristique, la détection de la fraction de faisceau lumineux exploite le principe optique dit de diffusion lambertienne, avec un albedo proportionnel à l'épaisseur de la couche. [0019] Selon une autre caractéristique, le dispositif de détection est un photo-détecteur dont la face sensible est orientée vers la face interne de la lentille de sortie. [0020] Selon une autre caractéristique, le photo-détecteur est muni d'une microlentille de fo- calisation disposée devant la face sensible du photo-détecteur. [0021] Selon une autre caractéristique, un cache latéral ou casquette, est disposé entre la source de lumière, et le dispositif de détection pour éviter des illuminations parasites issues directement de la source de lumière ou de surfaces réfléchissantes présentes à l'intérieur du module. [0022] L'invention a pour autre objet un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module tel que décrit ci-dessus. [0023] L'invention a encore pour autre objet, un véhicule automobile comportant au moins un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif électronique de mesure et de commande apte à déclencher un signal d'avertissement à destination du conducteur du véhicule quand le signal délivré par le dispositif de détection de lumière atteint un seuil maximum déterminé. [0024] Selon une caractéristique, le seuil déterminé est obtenu après un processus de pré- calibration. [0025] Selon une autre caractéristique, le signal de détection est traité en mode pulsé, à la même fréquence d'opération que celui du dispositif de détection afin de filtrer les bruits et interférences extérieures. [0026] D'autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la des- cription qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant au dessin dans lequel : [fig.1] La figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement, suivant une section verticale, un module de projecteur sans vitre de protection de l'état dc l'art ; [fig.2] La figure 2 illustre des chemins optiques du faisceau lumineux du module de la figure 1 en condition normale de visibilité, sans couche de neige ou de glace ; [fig.3] La figure 3 illustre un module d'un dispositif selon l'invention, dans lequel est disposé un dispositif de détection de lumière qui réagit à la lumière diffusée par la couche de neige ou de glace ; et [fig.4] La figure 4 illustre par un bloc-diagramme les différentes étapes du procédé de traitement du signal délivré par le dispositif de détection de lumière du module du dispositif selon l'invention. Sur les figures, les mêmes éléments sont désignés par les même références. La figure 2 illustre schématiquement le même module MOD que celui illustré à la figure 1 mettant en évidence les chemins optiques dc deux rayons extrêmes R1 et R2 du flux lumineux émis par une LED, SDL, dans une configuration dans laquelle aucun agent d'occultation n'est présent sur, ou à proximité immédiate de, la lentille de sortie LAS du module MOD. La LED, SDL, est montée sur une plaque support SUP dc type PCB (abréviation anglo-saxonne pour Printed Circuit Board : plaque de circuit imprimé), qui supporte également un réflecteur REF apte à réfléchir la lumière émise par la LED SDL, vers la lentille de sortie fermant l'ouverture du boitier BOT du module MOD. Le flux lumineux généré par la LED, SDL, est réfracté par la lentille de sortie LAS à l'extérieur du module MOD. La majorité du flux lumineux traverse la lentille de sortie LAS, avec un faible taux de réflexion vitreuse de retour vers l'intérieur du module MOD. La figure 3 illustre le même module MOD dans une configuration dans laquelle la lentille de sortie LAS est recouverte d'une couche de neige ou de glace NEG. Une fraction du flux lumineux est alors rétrodiftusée vers l'intérieur du module MOD selon le principe optique dit de diffusion lambenienne, avec un albedo proportionnel à l'épaisseur de la couche de neige ou de glace NEG accumulée sur la lentille de sortie LAS. Des cônes de diffusion CDF engendrés par la couche de neige ou de glace NEG déposée sur la surface extérieure de la lentille de sortie LAS, se comportent comme des diffuseurs lambertiens. Le processus de diffusion est similaire à celui qui a lieu à l'intérieur d'une « sphère intégrante », peinte à l'intérieure avec de la peinture blanche matte. La présente invention exploite avantageusement cette propriété optique en assimilant la surface asphérique de la lentille de sortie LAS à une sphère, ou portion de sphère, intégrante et les propriétés diffusantes de la couche de neige ou de glace NEG sont similaires à la peinture blanche. [0027] Selon l'invention, un dispositif de détection de lumière ou photo-détecteur DDL qui réagit à la lumière rétrodiffusée par la couche de neige ou de glace NEG, est disposé entre la LED, SDL, et la lentille de sortie LAS. Il partage le même support SUP que celui de la LED et donc le même circuit imprimé. [0028] Le signal délivré par le photo-détecteur DDL est acheminé via le circuit imprimé, à un dispositif électronique de mesure et de commande DMC (à représenter sur la figure) du véhicule VHL qui, en fonction d'un seuil de calibration prédéterminé, déclenche un signal d'avertissement à l'attention du conducteur du véhicule VHL via une IHM (Interface Homme Machine) adaptée. Ce dernier devra alors arrêter son véhicule VHL et dégager la couche de neige ou de glace NEC pour pouvoir reprendre la route dans des conditions de sécurité nominales. [0029] Afin d'optimiser l'efficacité de la détection, plusieurs aménagements parmi les suivants peuvent être envisagées séparément ou en combinaison. [0030] La face sensible du photo-détecteur DDL est orientée vers la face interne de la lentille de sortie LAS et le photo-détecteur DDL peut être muni d'une microlentille de focalisation disposée devant la face sensible, non représentée. [0031] Le signal de détection est traité en mode pulsé, à la même fréquence d'opération que la LED, SDL, du module d'éclairage MOD, afin de filtrer les bruits et interférences extérieures. [0032] Un cache latéral ou casquette, non représenté, est disposé entre la LED, SDL, et le photo-détecteur DDL pour éviter des illuminations parasites issues directement de la LED, SDL, ou d'autres surfaces réfléchissantes présentes à l'intérieur du module. [0033] La figure 4 illustre par un bloc-diagramme les différentes étapes du procédé de traitement du signal délivré par le photo-détecteur tel que mis en oeuvre par le dispositif de mesure et de commande DMC. [0034] Tout d'abord, le procédé nécessite une opération de pré-calibration pour établir le seuil maximum de référence pour le déclenchement de la remontée de défaillance à l'attention du conducteur. Ce seuil est déterminé en fonction du niveau souhaité de transmission à travers la lentille de sortie LAS du module d'éclairage MOD répondant à la réglementation en vigueur. [0035] Le photo-détecteur DDL travaille à une fréquence de référence qui comme déjà décrit correspond de préférence à la fréquence d'excitation de la LED, SDL. [0036] Le signal délivré par le photo détecteur DDL est ensuite amplifié et filtré avant d'être comparé au seuil de calibration. [0037] Si le seuil maximum est atteint alors un signal d'avertissement est remonté à 6 l'attention du conducteur. [0038] Si le seuil maximum n'est pas atteint, alors le processus est réitéré à la fréquence de référence. [0039] La présente invention permet de résoudre un point de blocage avec une solution simple à intégrer et à bas coût : rajout d'un photo-détecteur (composant du commerce) et quelques lignes de code. 7 REVENDICATIONS[Revendication I] Module d'éclairage (MOD) pour véhicule automobile (VHL) comportant un boitier (B01) contenant une source dc lumière (SDL) montée sur une plaque support (SUP), un réflecteur (REF) apte à réfléchir le faisceau lumineux émis par la source de lumière (SDL) vers une lentille de sortie (LAS) fermant de manière étanche l'ouverture du boitier (B01), caractérisé en cc qu'il comporte en outre un dispositif de détection de lumière (DDL) disposé sur la plaque support (SUP), entre la source de lumière (DDL) et la lentille de sortie (LAS), apte à détecter une fi-action du faisceau lumineux rétrodiffusé à l'intérieur du boitier (BOT) du module (MOD) quand le faisceau rencontre une couche d'un agent d'occultation extérieur (NEG) accumulée sur, ou à proximité immédiate de, la lentille de sortie (LAS). [Revendication 2] Module (MOD) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détection de la fi-action de faisceau lumineux exploite le principe optique dit de diffusion lambertienne, avec un albedo proportionnel à l'épaisseur de la couche (NEG). [Revendication 3] Module (MOD) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection (DDL) est un photo-détecteur dont la face sensible est orientée vers la face interne de la lentille de sortie (LAS). [Revendication 4] Module (MOD) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le photo-détecteur (DDL) est muni d'une microlentille de focalisation disposée devant la face sensible du photo-détecteur (DDL). [Revendication 5] Module (MOD) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un cache latéral ou casquette, est disposé entre la source de lumière (SDL), et le dispositif de détection (DDL) pour éviter des illuminations parasites issues directement de la source de lumière (SDL) ou de surfaces réfléchissantes présentes à l'intérieur du module (MOD). [Revendication 6] Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile (VHL), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module (MOD) selon l'une des revendications précédentes. [Revendication 7] Véhicule automobile (VHL) comportant au moins un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif électronique de mesure et de commande (DMC) apte à déclencher un signal d'avertissement à destination du conducteur du véhicule (VHL) quand le signal délivré par le 8 [Revendication 8] [Revendication 9] dispositif de détection de lumière (DDL) atteint un seuil maximum déterminé. Véhicule (VHL) selon la revendication précédente caractérisé en cc le seuil déterminé est obtenu après un processus de pré-calibration. Véhicule (VHL) selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le signal de détection est traité en mode pulsé, à la même fréquence d'opération que celui du dispositif de détection (DDL) afin de filtrer les bruits et interférences extérieures.