Brevet FR3090867A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : GESTION D'INFORMATIONS DANS UN MODULE LUMINEUX POUR VÉHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DES SOURCES LUMINEUSES À ÉLÉMENT SEMI-CONDUCTEUR [0001] L'invention a trait au domaine des projecteurs d'éclairage, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne en particulier un dispositif lumineux pour un tel projecteur, le dispositif étant équipé de sources lumineuses à élément semi-conducteur électroluminescent, dont la mise à disposition de paramètres, par exemple de l'information de BIN ou leur température, est nécessaire pour la configuration du projecteur. [0002] Une diode électroluminescente, LED, est un composant électronique capable d'émettre de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. L'intensité lumineuse émise par une LED est en général dépendante de l'intensité du courant électrique qui la traverse. Entre autres, une LED est caractérisée par une valeur seuil d'intensité de courant. Ce courant direct (« forward current ») maximal est en général décroissant à température croissante. De même, lorsqu'une LED émet de la lumière, on observe à ses bornes une chute de tension égale à sa tension directe (« forward voltage »). Dans le domaine automobile, on a de plus en plus recours à la technologie LED pour diverses solutions de signalisation lumineuse. Les LEDs sont utilisées afin d'assurer des fonctions lumineuses telles que les feux diurnes, les feux de signalisation etc... Les composants LEDs issus d'un même procédé de production peuvent néanmoins présenter des caractéristiques (capacité d'émission, flux lumineux, tension directe, couleur...) différentes. Afin de regrouper les composants ayant des caractéristiques semblables, les LEDs produites sont triées par groupes, appelés également BIN, chaque BIN regroupant des LEDs ayant des caractéristiques semblables. [0003] Il est connu dans l'art d'utiliser un circuit de pilotage pour piloter l'alimentation d'un ensemble ou groupe de LEDs. Le circuit définit la tension ou le courant appliqué à une branche montée en charge et comprenant le groupe de LEDs branchées en série. Dans le domaine des dispositifs lumineux pour véhicules automobiles, il est particulièrement important dc pouvoir assurer une luminosité constante afin de garantir la sécurité des utilisateurs du véhicule et des acteurs du trafic routier ainsi que le respect de la réglementation. Afin dc fournir une alimentation constante, des circuits de pilotage connus utilisent différents types dc convertisseurs, DC/DC, linéaire, résistif, etc, ... pour convertir la tension continue fournie par exemple par und batterie de voiture en une tension continue de charge, dépendante du nombre de LEDs alimentées. Le courant 2 électrique à fournir dépend entre autre du BIN des LEDs à alimenter. C'est pourquoi il est, selon des procédés d'assemblages connus, nécessaire d'obtenir l'information de BIN qui correspond aux LEDs utilisées, pour programmer ou régler correctement le circuit de pilotage utilisé pour alimenter les LEDs en courant électrique. De même, le courant direct d'une LED dépend de sa température de jonction semiconductrice. [0004] De manière connue, l'information de MN est codée à l'aide d'une résistance d'une valeur prédéterminée, disposée sur le circuit imprimé qui supporte les LEDs en question, en isolation de la branche de charge qui regroupe les sources lumineuses. Une indication de la température des LEDs peut de manière connue être obtenue en plaçant un élément thcrmistor sur un circuit imprimé en proximité physique des LEDs, la chute de tension aux bornes duquel étant mesurable. Le circuit de pilotage de l'alimentation de ces LEDs est de manière connue connecté par un élément d'interconnexion dédié au circuit imprimé supportant les LEDs pour obtenir la valeur de la résistance en question, et pour en déduire l'information de BIN et l'information sur la température. Afin de garantir la qualité des connexions électriques il est souvent requis d'utiliser des contacts dorés au lieu de contacts en étain pour des courant électrique d'intensité faible, par exemple inférieure à 15 mA. Les courants électriques impliqués dans la lecture des informations BIN et de la température sont des courants faibles. Il faut donc, selon des méthodes de lecture connues, prévoir une unité de lecture de ces informations d'une pluralité de contact dorés, cc qui engendre un coût de production élevé. [0005] L'invention a pour objectif de pallier au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un module lumineux comprenant des sources lumineuses de type LED, qui réduit le câblage requis entre le module et son circuit de pilotage de l'alimentation électrique. [0006] Selon un premier aspect de l'invention, un dispositif lumineux pour véhicule au- tomobile est proposé. Le dispositif lumineux comporte une source d'alimentation électrique agencée pour alimenter un montage comprenant au moins une première branche et une deuxième branche montées en parallèle. L' au moins une première branche peut être alimentée électriquement entre une première borne et une deuxième borne et comporte au moins une source lumineuse. Le dispositif lumineux est remarquable en ce que la deuxième branche comprend au moins un dispositif indicateur, dont les caractéristiques électriques sont représentatives d'au moins une propriété de la source lumineuse ; et en ce que la source d'alimentation électrique est agencée pour opérer dans un premier mode dans lequel elle alimente l'au moins une première branche dans le sens allant depuis sa première borne vers sa deuxième borne, et dans un deuxième mode, dans lequel elle alimente la deuxième branche dans le sens inverse. [0007] Le cas échéant, la source d'alimentation électrique peut comporter deux étages 3 d'alimentation, chacun étant agencé pour alimenter la première branche dans un sens et respectivement la deuxième branche dans le sens inverse. [0008] De préférence, l'au moins une source lumineuse de l'au moins une première branche est un composant semi-conducteur à élément électroluminescent, le dispositif indicateur peut préférentiellement comprendre une diode montée en tête-bêche par rapport à la source lumineuse. Le montage est de préférence tel que le composant semi-conducteur à élément électroluminescent, qui peut être une diode électroluminescente, LED, laisse passer un courant électrique ayant une première polarité, tandis que la diode du dispositif indicateur laisse passer un courant électrique ayant une deuxième polarité, opposée à la première polarité. [0009] De préférence, le dispositif peut comprendre une unité de lecture configurée pour mesurer une chute de tension aux homes de la deuxième branche lorsque celle-ci est alimentée électriquement, et pour en déduire l'au moins une propriété de la source lumineuse. [0010] Lesdites propriétés de la source lumineuse peuvent de préférence comprendre une in- formation de BIN, une température ou une combinaison de ce qui précède. [0011] De préférence, le dispositif indicateur peut comprendre un élément résistif dont la ré- sistance est une indication de sa température. [0012] Le dispositif indicateur peut préférentiellement comprendre un composant élec- tronique dont la chute de tension entre ses bornes donne une indication d'une information de BIN de la source lumineuse. [0013] De préférence, ledit composant électronique peut comprendre une résistance RBIN. [0014] De préférence, ledit composant électronique peut comprendre une diode Zener, dont la tension d'avalanche est une indication de l'information BIN de la source lumineuse. [0015] Selon un autre aspect de l'invention un dispositif lumineux comprenant une source d'alimentation électrique d'une source lumineuse caractérisée par une valeur de BIN est proposé. Le dispositif lumineux est remarquable en ce qu'il comprend un montage comprenant une diode Zener, dont la tension d'avalanche est représentative de ladite valeur BIN, et une unité de lecture. L'unité de lecture est agencée pour fournir sélectivement, possiblement en commandant ladite source d'alimentation, un niveau de tension parmi une pluralité de niveaux de tension la diode Zener, chaque niveau étant associé à une tension d'avalanche prédéterminée. L'unité de lecture est en outre agencée pour mesurer la chute de tension aux bornes de la diode Zener lorsqu'elle est alimentée. Si la mesure est nulle, un niveau de tension plus élevé parmi ladite pluralité de niveaux de tension est fourni à la diode Zener. Si la mesure est non-nulle, l'unité de lecture en déduit que la valeur de BIN de la source lumineuse correspond à la valeur de bin associée à la tension d'avalanche appliquée à la diode Zener. [0016] Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de lecture d'une propriété d'une source lumineuse dans un dispositif lumineux pour véhicule automobile est proposé. Le dispositif comporte une source d'alimentation électrique agencée pour alimenter un montage comprenant au moins une première branche et une deuxième branche montées en parallèle. L'au moins une première branche peut être alimentée électriquement entre une première borne et une deuxième borne et comporte au moins une source lumineuse. Le dispositif est remarquable en cc que la deuxième branche comprend au moins un dispositif indicateur, dont les caractéristiques électriques sont représentatives d'au moins une propriété de la source lumineuse ; et en ce que la source d'alimentation électrique est agencée pour opérer dans un premier mode dans lequel elle alimente l'au moins une première branche dans le sens allant depuis sa première borne vers sa deuxième borne, et dans un deuxième mode, dans lequel elle alimente la deuxième branche dans le sens inverse ; [0017] Le procédé de lecture est remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes : commander, à l'aide d'une unité de commande, la source d'alimentation électrique à opérer dans le deuxième mode pour alimenter uniquement la deuxième branche du montage ; mesurer, à l'aide d'une unité de lecture, la chute de tension aux bornes de la deuxième branche, et en déduire au moins une caractéristique de la source lumineuse ; commander, à l'aide de l'unité de commande, la source d'alimentation électrique à opérer dans le premier mode pour alimenter uniquement la première branche du montage. [0018] De préférence, le dispositif indicateur peut comprendre une diode Zener dont la tension d'avalanche est représentative d'une indication de BIN de la source lumineuse, et l'unité de lecture peut comprendre un élément de mémoire dans lequel une pluralité de tensions d'avalanches sont associées à des valeurs de BIN respectives. De préférence, le procédé peut comprendre en outre les étapes suivantes lorsque la source d'alimentation électrique opère dans le deuxième mode : fournir une alimentation électrique correspondant à une première tension d'avalanche à la deuxième branche ; mesurer, à l'aide de l'unité de lecture, la chute de tension aux bornes de la deuxième branche, et déduire que l'information BIN correspond à ladite tension d'avalanche si la tension mesurée est non-nulle. En outre, si la tension mesurée est non-nulle, on peut répéter les étapes précédentes en fournissant une alimentation électrique correspondant à une deuxième tension d'avalanche, plus élevée que la première tension d'avalanche, à la deuxième branche. [0019] De préférence, le dispositif indicateur peut comprendre en outre un thermistor monté en série avec la diode Zener. Le procédé peut de préférence comprendre l'étape suivante suite à l'identification de l'information BIN : fournir une alimentation électrique correspondant à une tension supérieure auxdites tensions d'avalanches à la branche ; mesurer, à l'aide de l'unité de lecture, la chute de tension aux bornes de la deuxième branche, et en déduire la chute de tension aux homes du thcrmistor, pour conclure à la température de celui-ci. [0020] En utilisant les mesures de proposées par des aspects de l'invention il devient possible d'utiliser une seule branche connectée à une source d'alimentation / unité de lecture pour récupérer une pluralité de propriétés d'une source lumineuse d'un dispositif lumineux de véhicule automobile. En particulier, la branche comprend un dispositif indicateur desdites propriétés monté en parallèle à la branche de charge proprement dite, qui comprend les sources lumineuses du dispositif lumineux. La performance des sources lumineuses n'est pas réduite puisque le montage est tel qu'à un moment donné, soit la branche comprenant le dispositif indicateur, soit la branche comprenant la source lumineuse, est alimentée exclusivement en électricité. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif indicateur comprend une diode Zoner pour encoder une information de BIN de la source lumineuse, ainsi qu'un thcrmistor pour encoder une information indicative de la température de jonction de la source lumineuse. Le procédé de lecture proposé permet de récupérer les deux informations sur la même branche en appliquant sélectivement des niveaux de tension différents et croissants au dispositif indicateur. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels : [0022] la [fig.1] montre une vue schématique d'un dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; [0023] la [fig.2] montre une vue schématique d'un dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention. [0024] Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d'autres modes de réalisation décrits à titre d'exemples et de manière non limitative. Des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts semblables à travers différents modes de réalisation de l'invention. Par exemple, les références 100 et 200 désignent deux modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention. [0025] Des éléments connus d'un dispositif lumineux pour véhicule automobile, n'ayant pourtant pas d'impact sur la compréhension de l'invention, ne seront pas mentionnés explicitement dans le cadre de cette description. Ainsi, un tel dispositif comprend de manière connue une pluralité de composants, tels que des lentilles optiques, des éléments de dissipation de chaleur, ou autres, qui seront omis dans la description du dispositif afin de pouvoir fournir un exposé clair des caractéristiques de l'invention. [0026] La [fig.1] montre une illustration d'un dispositif lumineux 100 pour véhicule au- tomobile. Le dispositif comprend une source d'alimentation électrique 110. Il s'agit 6 par exemple d'une source de tension ou d'une source de courant. Typiquement, la source d'alimentation électrique comprend un circuit convertisseur agencé pour transformer une tension/un courant d'entrée, fourni par exemple par une source interne au véhicule automobile telle qu'une batterie, et ayant une première valeur/intensité, en une tension/un courant de charge ayant une deuxième valeur/intensité, qui est adaptée à l'alimentation d'une ou de plusieurs sources lumineuses. De tels circuits convertisseurs sont en soi connus dans l'art et peuvent être commandés par un signal de commande. [0027] La source d'alimentation électrique 110 est agencée pour alimenter un montage de charge comprenant une première branche 120 qui comprend un montage en série d'au moins une source lumineuse 124. Dans l'exemple montré, il s'agit d'une pluralité de diodes électroluminescentes 124 montées en série. Dans un premier mode d'opération, la source d'alimentation électrique 110 alimente la première branche 120 dans le sens allant depuis sa première borne 121 vers sa deuxième borne 122. La tension appliquée entre ces bornes a alors une valeur positive et vu l'agencement des diodes électroluminescentes, un courant électrique peut les traverser tant que son intensité est au moins égale au courant direct des diodes électroluminescentes. [0028] Le montage de charge comprend également une deuxième branche 130, montée en parallèle avec la première branche 120. Dans un deuxième mode d'opération, la source d'alimentation électrique 110 alimente la deuxième branche 130 dans le sens inverse de celui qui a été décrit en rapport avec la première branche. En faisant ainsi, les diodes électroluminescentes de la première branche ne sont pas alimentées puisqu'elles ne sont pas passantes dans ce sens opposé. Ainsi, en changeant de mode d'opération, la source d'alimentation sert à alimenter sélectivement soit la première branche comprenant les sources lumineuses 124, soit la deuxième branche 130, qui comprend un dispositif indicateur 132 ayant des caractéristique électriques, e.g. la consommation de courant électrique, indicatives d'au moins une caractéristique ou propriété des sources lumineuses 124 de la première branche. Il s'agit par exemple et de manière non-limitative de la température des diodes électroluminescentes ou de leur information de BIN. [0029] L'agencement proposé permet d'alimenter sélectivement, par exemple lors de l'initialisation du dispositif lumineux, ou de manière périodique, le dispositif indicateur 132 de la deuxième branche, sans que cette branche ne soit reliée par des connexions dédiées et individuelles à la source d'alimentation électrique. Lors de l'alimentation de la deuxième branche, la lecture de la tension aux bornes du dispositif indicateur 132 permet à une unité de lecture de lire la chute de tension aux bornes de celui-ci. Sachant quelle tension ou quelle intensité de courant a été fournie à la deuxième branche 130, l'unité de lecture 140 peur déduire la ou les propriétés des sources lumineuses 124 à 7 partir de cette lecture. [0030] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif 132 comprend par exemple une diode montée en sens inverse par rapport aux diodes électroluminescentes 124 de la première branche. Cette diode s'oppose à l'alimentation de la deuxième branche lorsque la source d'alimentation électrique opère selon son premier mode d'opération pour alimenter les diodes électroluminescentes. Le basculement entre les deux modes d'opération de la source d'alimentation 110 engendre de préférence un changement de polarité du courant circulant dans le montage 120, 130. En série avec cette diode, le dispositif indicateur peut par exemple comprendre un thermistor, ou une résistance. Le thcrmistor est de préférence agencé physiquement en proximité des diodes électroluminescentes 124, de manière à ce que sa température soit sensiblement égale à la température de jonction des diodes électroluminescentes. La chute de tension mesurée aux bornes d'un dispositif indicateur comprenant une diode en série avec le thermistor, permet alors d'en déduire la résistance et donc sa température. Selon un autre exemple, le dispositif indicateur peut comprendre une résistance RBIN montée en série avec le thermistor. La valeur de la résistance est indicative de la valeur BIN des sources lumineuses 123. La chute de tension mesurée aux bornes du dispositif indicateur comprenant ce montage, permet alors d'en déduire la résistance et donc la valeur de BIN qu'elle encode. [0031] Ces déductions sont effectuées par l'unité de lecture 140, qui est par exemple réalisée par un élément microcontrôleur. Dans l'exemple montré, l'unité de lecture est réalisée par le même élément microcontrôleur qui implémente une unité de commande pour commander l'état d'opération de la source d'alimentation via un signal de commande approprié 142. Alternativement l'unité de commande et l'unité de lecture peuvent être réalisés par deux composants microcontrôleurs ou par deux circuits dédiés, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. De préférence, l'unité de lecture n'est active que si la deuxième branche est alimentée en électricité. [0032] Selon un autre mode de réalisation, une diode Zener est utilisée pour encoder l'information de BIN des diode électroluminescentes 124. Une diode Zener devient passante lorsque la différence de tension qui est appliquée à ses bornes dépasse sa tension d'avalanche. Une diode Zener caractérisée par une tension d'avalanche donnée peut donc être utilisées pour encoder une valeur de BIN donnée. Pour réaliser la lecture d'un tel encodage, on opère comme suit. Dans un élément de mémoire, on associe une pluralité de tensions d'avalanches prédéterminées à une valeur de BIN chacune. Partant de la tension d'avalanche la plus basse, on applique la tension en question aux bornes de la diode Zener. Si la diode Zener est passante, c'est qu'on est en train d'appliquer sa tension d'avalanche et que la valeur de BIN des diodes électroluminescentes est celle qui est associée à la première tension d'avalanche. Si la diode Zener 8 n'est pas passante et la lecture de la chute de tension est nulle, la valeur de BIN correspondante à la première tension d'avalanche n'est pas celle qui a été encodée. On poursuit cet algorithme en prenant la deuxième tension d'avalanche et ainsi de suite, par ordre croissant. La lecture d'une différence de potentiel non-nulle aux bornes de la diode Zener indique qu'on a lu la valeur de BIN. [0033] Cet effet est également mis en oeuvre dans le mode de réalisation préférentiel illustré par la [fig.2]. La [Figure 2] montre une illustration d'un dispositif lumineux 200 pour véhicule automobile. Le dispositif comprend une source d'alimentation électrique 210. La source d'alimentation électrique 210 est agencée pour alimenter un montage de charge comprenant une première branche 220 qui comprend un montage en série d'au moins une source lumineuse 224. Dans un premier mode d'opération, la source d'alimentation électrique 210 alimente la première branche 220 dans le sens allant depuis sa première borne 221 vers sa deuxième borne 222. La tension appliquée entre ces homes a alors une valeur positive et vu l'agencement des sources diodes électroluminescentes 224, un courant électrique peut les traverser tant que son intensité est au moins égale au courant direct des diodes électroluminescentes. [0034] Le montage de charge comprend également une deuxième branche 230, montée en parallèle avec la première branche 220. Dans un deuxième mode d'opération, la source d'alimentation électrique 210 alimente la deuxième branche 230 dans le sens inverse de celui qui a été décrit en rapport avec la première branche. En faisant ainsi, les diodes électroluminescentes de la première branche ne sont pas alimentées puisqu'elles ne sont pas passantes dans ce sens opposé. Ainsi, en changeant de mode d'opération, la source d'alimentation sert à alimenter sélectivement soit la première branche comprenant les sources lumineuses 224, soit la deuxième branche 230, qui comprend un dispositif indicateur 232 ayant des caractéristique électriques, e.g. un besoin en courant électrique, indicatives d'au moins une caractéristique ou propriété des sources lumineuses 224 de la première branche. [0035] L'agencement proposé permet d'alimenter sélectivement, par exemple lors de Finitialisation du dispositif lumineux, ou de manière périodique, le dispositif indicateur 232 de la deuxième branche, sans que cette branche ne soit reliée par des connexions dédiées et individuelles à la source d'alimentation électrique. Lors de l'alimentation de la deuxième branche, la lecture de la tension aux bornes du dispositif indicateur 232 permet à une unité de lecture 240 de lire la chute de tension aux bornes de celui-ci. Sachant quelle tension ou quelle intensité de courant a été fournie à la deuxième branche 230, l'unité de lecture 240 peut déduire la ou les propriétés des sources lumineuses 224 à partir de cette lecture. [0036] Dans l'exemple illustré, le dispositif 232 comprend un montage en série de trois composants : une diode D montée en sens inverse par rapport aux diodes électrolumi- 9 nescentes 224 de la première branche, un thermistor NTC dont la résistance est une fonction de sa température ambiante, et une diode Zener dont la tension d'avalanche est associée à la valeur de BIN des diodes électroluminescentes 224 de la première branche 220. La diode D s'oppose à l'alimentation de la deuxième branche 230 lorsque la source d'alimentation électrique opère selon son premier mode d'opération pour alimenter les diodes électroluminescentes. [0037] Afin de pouvoir lire les propriétés distinctes encodées par le thermistor NTC et par la diode Zener, un procédé de lecture réalise d'abord une identification de la valeur de BIN encodée par la tension d'avalanche de la diode Zcncr. L'algorithme utilisé est celui qui vient d'être décrit plus haut. De préférence, des incréments d'alimentation de 0.2 V peuvent être utilisés sur la plage de tension allant de 5 à 7 V. Une fois que l'indication de BIN a été décodée par l'unité de lecture 240, celle-ci commande le dispositif d'alimentation 210 de manière à opérer toujours selon son deuxième mode de fonctionnement, mais en appliquant une tension plus élevée, par exemple de 8 V à la deuxième branche 230. Sachant désormais quelle partie de la chute de tension mesurée aux homes du montage 232 est duc à la diode Zener Z, l'unité de lecture 240 peut alors en déduire la chute de tension induite par le thermistor NTC. Cette information permet alors de conclure à la température du thermistor, qui est une fonction de sa résistance. Il va de soi que des composants électroniques autres que le thermistor NTC peuvent être utilisés dans un montage similaire pour encoder d'autres propriétés de sources lumineuse 224. [0038] Le montage proposé par la [fig.2] permet dès lors d'utiliser une seule branche 230 in- dicative de plusieurs propriétés des sources lumineuses 224 de la première branche 220. Le montage en parallèle des deux branches 220 et 230 permet donc d'avoir accès à l'ensemble des informations encodées par le dispositif indicateur 232 sans démultiplier le nombre de connexions issues de la source d'alimentation électrique 210. [0039] L'étendue de la protection est déterminée par les revendications. [Revendication 1]