Capteur antibuée/de désembuage série H2TD

Capteur antibuée/de désembuage série H2TD

Mesures de prévention de la buée pour les véhicules

Auteur : Todd Eckhardt, Architecte système principal, Capteurs de transport

Depuis le début, l'industrie des transports a toujours cherché de nouveaux moyens pour maintenir un champ de vision dégagé pour les conducteurs, depuis l'époque où l'on essuyait la condensation avec un chiffon jusqu'au développement des essuie-glaces et des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.  Les véhicules modernes sont désormais équipés de systèmes sophistiqués qui visent à maintenir automatiquement un pare-brise dégagé et, depuis peu, les lentilles des caméras. Le conducteur n'a plus besoin d'ajuster manuellement les réglages à chaque apparition de buée, car les systèmes de CVC avancés s'appuient désormais sur des capteurs pour ne s'activer automatiquement qu'en cas de besoin. Ces systèmes visent à intervenir juste ce qu'il faut pour que le conducteur vive une expérience de conduite optimale, peu gourmande en énergie et sans distraction.

Avantages en matière de sécurité

Il est essentiel d'assurer une bonne visibilité pour une conduite sûre, en particulier dans des conditions météorologiques changeantes. Cette nécessité a été renforcée à l'échelle mondiale par le biais de réglementations gouvernementales, telles que le règlement (UE) n° 672/2010 de la Commission, qui exige que tous les véhicules soient équipés d'un système d'élimination de la buée de la surface vitrée intérieure du pare-brise. Une stratégie efficace de prévention de la buée permet aux fabricants automobiles de réduire le risque d'accumulation de la buée, de minimiser les distractions potentielles, de respecter les réglementations mondiales et d'améliorer la vigilance globale des conducteurs.

Avantages de l'efficacité énergétique

Conserver un bon rendement est un défi important pour les véhicules électriques à batterie et autres conceptions soucieuses de la consommation d'énergie. La capacité de prévoir et de prévenir les conditions de buée réduit le besoin d'un désembuage réactif et énergivore. La détection précise de la buée permet aux systèmes de ne s'activer que lorsque c'est nécessaire, en ajustant de manière préventive les températures de surface afin d'éviter la formation de condensation. Cette approche requiert moins d'énergie que la transformation de la condensation existante en vapeur, ce qui permet d'économiser l'énergie de la batterie et peut contribuer à améliorer l'efficacité et l'autonomie du véhicule.

Les capteurs d'humidité se trouvent au cœur d'une stratégie de prévention de la buée. En fournissant une mesure du point de rosée (la température à laquelle la condensation se produit), les capteurs d'humidité permettent aux systèmes de prédire la buée et d'activer des contre-mesures telles que le chauffage des lentilles des caméras ou l'ajustement automatique du système CVC.

La prédiction de l'apparition de la buée repose sur trois mesures principales :

  • humidité relative
  • mesure de la température des environnements ambiants
  • température de la surface cible (généralement le pare-brise ou la lentille des caméras)
 

La condensation se forme lorsque la température de surface du pare-brise tombe en dessous du point de rosée. Le point de rosée (°C) est déterminé par l'humidité relative et la température ambiante, exprimée comme Point de rosée (°C) = ƒ(RH, T). Il peut être estimé à l'aide de divers algorithmes. En analysant ces données, le système peut évaluer la probabilité de condensation en comparant la température du point de rosée à celle de la surface du pare-brise.

Définition du seuil idéal

Il est essentiel d'établir un seuil optimal entre la température du pare-brise et le point de rosée, car un petit seuil calibré avec précision permet d'obtenir des performances efficaces du système CVC. Si le seuil défini est trop élevé, le système CVC peut s'activer trop tôt, ce qui entraîne une consommation d'énergie inutile. À l'inverse, de la buée peut apparaître sur le pare-brise si le seuil défini est trop petit, ce qui entraîne une intervention manuelle et une augmentation de la consommation d'énergie pour reconvertir la condensation en vapeur.

Figure 1 : relation entre la température du pare-brise et le seuil du point de rosée

La figure 1 illustre la relation entre la température du pare-brise et le seuil du point de rosée.

La figure 1 illustre un scénario idéal où le système CVC est réglé de façon à s'activer juste avant que la température du pare-brise n'atteigne le point de rosée. Il est important de limiter ce seuil, tout en tenant compte des erreurs potentielles pour améliorer l'expérience du conducteur et d'étendre l'autonomie des moteurs électriques.

 

La définition d'un seuil idéal et la précision de la détection de la buée dépendent des éléments suivants :

  • Mesures de point de rosée de haute précision
  • Temps de réponse rapide pour la température du pare-brise
  • Stabilité des mesures à long terme
  • Interférences thermiques minimales de l'environnement

Importance du placement du capteur

Emplacement, emplacement, emplacement ! Tout comme dans l'immobilier, l'emplacement est essentiel pour le positionnement des capteurs. Pour prévenir la buée sur le pare-brise, l'emplacement idéal est la partie supérieure centrale du pare-brise, couramment utilisé pour les rétroviseurs, les caméras et les antennes. Cette position est la plus éloignée des conditions limites et minimise l'influence de facteurs externes tels que l'ensoleillement et les interférences thermiques du système CVC.

 

Placer les capteurs dans des endroits moins optimaux peut entraîner des mesures affectées par des points chauds ou froids et d'autres interférences thermiques, compromettant ainsi la précision du capteur et l'efficacité des mesures de prévention de la buée.

La figure 2 illustre l'emplacement idéal du capteur d'humidité pour les systèmes de prévention de la buée.

La figure 2 illustre l'emplacement idéal du capteur d'humidité pour les systèmes de prévention de la buée.

Une stratégie populaire chez de nombreux équipementiers consiste à utiliser un capteur combiné qui regroupe la détection de la pluie, de la lumière du soleil et de l'humidité dans un seul module. Cette approche vise à réduire les coûts en limitant le nombre de circuits imprimés et de boîtiers. Le capteur est généralement monté en haut au centre du pare-brise, à proximité ou dans le rétroviseur.

Bien que cette stratégie offre des avantages pour mesurer l'ensoleillement, elle comporte des inconvénients notables et présente des aspects à prendre en compte pour les systèmes de prévention de la buée :

  • Génération de chaleur : les capteurs combinés contiennent généralement plusieurs composants actifs qui soutiennent les fonctions de détection de la pluie et de la lumière du soleil, et génèrent de la chaleur, ce qui peut affecter la précision de la mesure1.
  • Taille : les capteurs combinés sont généralement 60 % plus volumineux que les capteurs d'humidité indépendants2.
  • Consolidation de la détection de la pluie, de la lumière et du soleil : les capteurs à caméra basés sur la vision évoluent rapidement pour répondre aux exigences de la détection de la pluie, de la lumière et du soleil, signalant un changement dans le besoin de capteurs combinés traditionnels et leur rôle dans les architectures de véhicules.

différence de taille des capteurs de désembuage

La figure 3 illustre la différence de taille entre le capteur combiné leader du secteur et le capteur de désembuage de TE.

Capteur antibuée/de désembuage : caractéristiques, avantages et bénéfices

Le capteur antibuée/de désembuage de TE Connectivity, intégré dans un boîtier compact et personnalisable, comprend des éléments de détection d'humidité relative et de coefficient de température négatif qui permettent de calculer le point de rosée et de mesurer la température du pare-brise.

Taille compacte

Le capteur est compact (29,5 mm x 21,6 mm x 17,4 mm), ce qui permet un placement précis. Son boîtier personnalisable et sa petite taille facilitent son intégration dans les conceptions de véhicules modernes, en particulier dans la partie supérieure centrale du pare-brise.

Précision et performances élevées

Le capteur fournit des mesures précises du point de rosée (±1,5 °C) isolées du pare-brise, ce qui permet d'obtenir des données fiables non affectées par les influences environnementales. En isolant la mesure de la température du pare-brise contre les interférences ambiantes, le capteur fournit des lectures précises, ce qui contribue à améliorer la capacité prédictive du système et à optimiser l'activation du CVC.

Caractéristiques techniques
Plage de mesure et précision Opérationnel Stockage Humidité
-40 °C à +90 °C  -40 °C à +105 °C 0 à 100 % HR
±2 °C à pleine échelle   Point de rosée ±1,5 °C
Tension d'alimentation 12 V consommation de courant 10 mA max.
Communication LIN numérique 2.2
Fixation Clip métallique

Potentiel de désembuage de la lentille de la caméra

Les caméras orientées vers l'avant installées près du pare-brise peuvent utiliser le capteur antibuée autonome situé dans la zone du rétroviseur pour appuyer les mesures antibuée. Cependant, les caméras installées à d'autres endroits doivent avoir une stratégie distincte pour maintenir une ligne de vue dégagée. TE propose également des solutions au niveau de la puce qui peuvent être intégrées dans le système de caméra pour prendre en charge les contre-mesures prédictives de condensation.

Conclusion

La modernisation des stratégies de prévention de la buée, qui vise à empêcher la formation de condensation sur le pare-brise, fournit aux équipementiers automobiles les outils nécessaires pour améliorer la sécurité, renforcer l'efficacité énergétique et optimiser l'expérience de conduite. En intégrant une détection précise de l'humidité, une mesure précise du point de rosée, un placement stratégique des capteurs et des calculs de seuil optimisés, ces systèmes peuvent désormais activer de manière fiable des contre-mesures pour aider à prévenir la buée sur les pare-brise et les lentilles des caméras.

 

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