EP1963666A1 - Interrupteur securise a faible courant et a fiabilite augmentee - Google Patents

Interrupteur securise a faible courant et a fiabilite augmentee

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EP1963666A1
EP1963666A1 EP06841811A EP06841811A EP1963666A1 EP 1963666 A1 EP1963666 A1 EP 1963666A1 EP 06841811 A EP06841811 A EP 06841811A EP 06841811 A EP06841811 A EP 06841811A EP 1963666 A1 EP1963666 A1 EP 1963666A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
switches
power supply
starter
starting device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06841811A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabrice Giacomin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea AccessSolutions France SAS
Original Assignee
Valeo Securite Habitacle SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Securite Habitacle SAS filed Critical Valeo Securite Habitacle SAS
Publication of EP1963666A1 publication Critical patent/EP1963666A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/101—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/04—Preventing unauthorised use of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches

Definitions

  • the invention relates to an electrical switch with increased reliability.
  • It relates more particularly, but not exclusively, to electrical switches having a safety aspect, in particular for starting and stopping at least one operating unit of a motor vehicle for which it is important that the level of security is significantly improved.
  • automotive anti-theft locks can use soft-blade switches sensitive to magnetic fields. These switches are usually referred to as “ILS switches” or “REED bulbs” or “LL.S”. These switches cooperate with permanent magnets secured to the rotor of the lock so as to be responsive to the position after rotation of the rotor by the ignition key.
  • the switch On a vehicle with architecture "weak current" the switch gives only information on the position of the key, it does not physically establish the various contacts. This new way of managing information, associated with problems related to the mode of manufacture of the switches can be at the origin of unwanted contacts. For example a vehicle can start without the key is present in the lock and without it being switched to the start position.
  • the start switches include a power supply and two contacts placed in parallel. Indeed, placing the two switches in series generally decreases the overall reliability of the assembly.
  • the probability of having no start is greater than if both switches are connected in parallel. For example if the probability of having a switch failure is equal to 1/1000 th the probability of having a non-start (for a series connection) is equal to 2/1000 while the probability of having a non-start is no start (for a parallel connection is equal to 1/1000.) This is why the two switches were until now mounted in parallel.
  • the first switch is a main switch and the second switch is a start switch.
  • the first switch in the closed position allows the general power supply of the vehicle (on position) except the power supply of the starter.
  • the second switch in the closed position allows the power supply of the starter.
  • the first switch Kl
  • the second switch K2
  • the object of the present invention is to overcome these major drawbacks by proposing a device that is especially well suited to improving the safety of electrical switches having a safety aspect, comprising at least two switches having a not insignificant probability of failing in the closed position, and for which it is important that the level of security be significantly improved.
  • a device applying to a vehicle comprising o a power supply called + BAT, o electrical equipment o a starter o at least a first switch controlling the general power supply of the vehicle (except for that of the starter) having a not insignificant probability of failing in the closed position, o at least one second switch controlling the power supply of the starter having a not insignificant probability of failing in the closed position,
  • the second switch are placed in series and in this order, the power supply of the electrical equipment being taken at a point of the line between the two switches, and the power supply of the starter being taken at the end of the chain after the second switch
  • the antitheft device may comprise more than two contacts, for example controlling the contact of the radio K1, the contact of the other equipment K1bis, then the contact of the starter K2.
  • Figure 1 shows schematically a preferred arrangement according to the invention.
  • a battery supply called + BAT is connected to a terminal K1A of a first contact called K1.
  • This contact is here a REED bulb which comprises a set of bimetallic strips which are separated in the rest position and which close when a magnetic counterweight is placed near them.
  • the other terminal KlB of the first contact is connected on the one hand to the power supply (ON Sl) of the vehicle equipment and on the other hand to the first terminal K2A of a second contact K2.
  • Contact K2 is here also a bulb REED.
  • the second terminal K2B of the second contact K2 is connected to the starter (DEM S2)
  • EDM S2 When studying the matrix of possibilities also called truth table or table of "Karnaught", it is seen that it is impossible to generate a nuisance start in the case of a failure of a switch K1 or K2.
  • the device according to the invention is well suited for improving the safety of the system against inadvertent starts.
  • This device can be generalized to all systems that must securely control particular machine features.
  • This device according to the invention is therefore not limited to the examples stated above, but can be modified within the scope of the claims without changing the scope thereof.

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Abstract

Dispositif de démarrage sécurisé d'un véhicule comprenant une alimentation électrique appelée (+BAT), des équipements électriques un démarreur, un premier interrupteur (Kl) commandant l'alimentation générale du véhicule (hors mis celle du démarreur) et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, un deuxième interrupteur (K2) commandant l'alimentation du démarreur et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, de telle sorte que les deux interrupteurs (Kl) et (K2) sont placés en série et que les trois éléments (+BAT), (Kl), et (K2) sont placés dans l'ordre suivant : alimentation électrique, le premier interrupteur, le deuxième interrupteur.

Description

INTERRUPTEUR SECURISE A FAIBLE COURANT ET A FIABILITE AUGMENTEE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne un interrupteur électrique à fiabilité augmentée.
Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement pour ce qui concerne les commutations électriques ayant un aspect sécuritaire, en particulier pour la mise en marche et l'arrêt d'au moins une unité d'opération d'un véhicule automobile pour lequel il est important que le niveau de sécurité soit nettement amélioré.
Elle s'applique d'une façon particulièrement avantageuse dans le cas d'un interrupteur à faible courant intégré à un antivol de véhicule.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Sur un antivol de direction par exemple, la commutation électrique présente un aspect sécuritaire. En effet un défaut de commutation peut avoir des conséquences dramatiques pour l'utilisateur du véhicule (incendie, accident...). Ce problème est d'autant plus important que la coupure du moteur n'est gérée que par l'antivol (retour en position "stop" de l'antivol qui entraîne l'arrêt de toute alimentation, hormis l'alimentation à l'interrupteur lui même).
D'une façon générale, les verrous d'antivol d'automobile peuvent utiliser des interrupteurs à lame souple sensible aux champs magnétiques. Ces interrupteurs sont usuellement désignés par "interrupteurs ILS" ou "ampoules REED" ou "LL. S.". Ces interrupteurs coopèrent avec des aimants permanents solidaires du rotor du verrou de manière à être sensibles à la position après entraînement en rotation du rotor par la clef de contact.
Or il s'avère que ces interrupteurs ont le désavantage d'avoir comme mode de défaillance « préférentiel » un collage permanant des lames car leurs éléments de contacts ont tendance à se coller en position fermée, un arc électrique pouvant se former lors de la fermeture du contact.
Il est très difficile d'améliorer cette fiabilité sans augmenter de façon très importante le prix, et/ou le volume occupé. Or les critères de prix et d'espace nécessaire sont très importants dans les domaines actuels de l'industrie comme l'automobile ou l'aéronautique par exemple.
Sur un véhicule à architecture "faible courant" l'interrupteur ne donne qu'une information sur la position de la clef, il n'établit pas physiquement les différents contacts. Cette nouvelle façon de gérer l'information, associée à des problèmes liés au mode de fabrication des interrupteurs peut être à l'origine de contacts non désirés. Par exemple un véhicule peut démarrer sans que la clef soit présente dans l'antivol et sans que celui-ci soit commuté en position démarrage.
Jusqu'à aujourd'hui, les interrupteurs de démarrage comprennent une alimentation électrique et deux contacts placés en parallèle. En effet placer les deux interrupteurs en série diminue en général la fiabilité globale de l'ensemble. Dans un montage en série la probabilité pour avoir un non démarrage est plus grande que si les deux interrupteurs sont montés en parallèle. Par exemple si la probabilité d'avoir une panne d'un interrupteur est égale à 1/1000e la probabilité d'avoir un non démarrage (pour un montage en série) est égale à 2/1000 alors que la probabilité d'avoir un non démarrage (pour un montage en parallèle est égale à 1/1000. C'est pour cette raison que les deux interrupteurs étaient jusqu'à aujourd'hui montés en parallèle. Dans ce montage le premier interrupteur est un interrupteur général et le deuxième interrupteur est un interrupteur de démarrage. Le premier interrupteur en position fermée permet l'alimentation générale du véhicule (position marche) hormis l'alimentation du démarreur. Le deuxième interrupteur en position fermée permet quant à lui l'alimentation du démarreur.
Lorsqu'on réalise une matrice de fonctionnement prenant en compte les configurations possibles et les possibilités de panne et que l'on prend en considération le fait que l'occurrence d'une panne en position fermée est plus probable que l'occurrence d'une panne en position ouverte, on s'aperçoit que l'une des dites configuration est non désirée d'un point de vue fonctionnel et même que cette situation peut avoir des conséquences graves sur la sécurité en actionnant le démarreur de façon intempestive. Pour simplifier la présentation on appellera : le premier interrupteur : Kl le deuxième interrupteur : K2 la commande mécanique du premier interrupteur : Sl (Sl = 1 entraîne la présence d'un signal sur la sortie marche). - la commande mécanique du deuxième interrupteur : S2 (S2 = 1 entraîne la présence d'un signal sur la sortie DEM). l'alimentation de la batterie : +BAT = 0 circuit ouvert (pour Kl ou K2) = 1 circuit fermé (pour Kl et K2) - = 0 absence de signal sur les sorties Sl et S2
= 1 signal sur les sorties Sl et S2
Les quatre cas suivants sont alors possibles :
1) Kl=O, K2=0, Sl=O, et S2=0: ceci correspond à une position stop (normale) 2) Kl=O, K2=l, Sl=O, et S2= 0: ceci correspond à une panne car le démarreur est activé suite à une panne de l'interrupteur en position fermée (panne grave)
3) Kl=I, K2=0, Sl=I, et S2= 0: ceci correspond à la position marche (normale)
4) Kl=I, K2=l, Sl=I, et S2= 1: ceci correspond à une position marche du démarreur (normale)
Les quatre cas se trouvent illustrés sur le tableau suivant:
Tableau 1
Lorsque l'on étudie avec soin le tableau précédent représentant les cas de panne possible et lorsque l'on considère que dans ce cas précis la probabilité d'occurrence d'une panne en position fermée est beaucoup plus grande qu'une pane en position ouverte pour chaque interrupteur pris séparément et que l'on considère les incidences de ces pannes sur la sécurité on s'aperçoit que la solution actuelle ne permet pas d'avoir une sécurité suffisante.
OBJET DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients majeurs en proposant un dispositif spécialement bien adapté pour améliorer la sécurité des commutations électriques ayant un aspect sécuritaire, comprenant au moins deux interrupteurs ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, et pour lequel il est important que le niveau de sécurité soit nettement amélioré.
A cet effet elle propose un dispositif s'appliquant à un véhicule comprenant o une alimentation électrique appelée +BAT, o des équipements électriques o un démarreur o au moins un premier interrupteur commandant l'alimentation générale du véhicule (hors mis celle du démarreur) ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, o au moins un deuxième interrupteur commandant l'alimentation du démarreur ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée,
selon l'invention, les éléments suivants - alimentation électrique
- le premier interrupteur
- le deuxième interrupteur sontplacés en série et dans cet ordre, l'alimentation des équipements électriques étant prélevée en un point de la ligne comprise entre les deux interrupteurs, et l'alimentation du démarreur étant prélevée en bout de chaîne après le deuxième interrupteur
Avantageusement les caractéristiques suivantes peuvent être intégrées au dispositif précédemment décrit :
- Les interrupteurs sont des ampoules REED
- Les interrupteurs sont placés dans un organe de contact général d'un véhicule - Les interrupteurs sont des capteurs à effet hall
- Les interrupteurs sont des capteurs capacitifs
- Les interrupteurs sont des contacts mécaniques
II est important de noter que l'antivol peut comporter plus de deux contacts, commandant par exemple, le contact de la radio Kl, le contact des autres équipements Kl bis, puis le contact du démarreur K2.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence au dessin annexé dans lequel,
La figure 1 montre schématiquement une disposition préférée selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION NON LIMITATIFS DE L'INVENTION
Dans l'exemple illustré dans La figure 1 une alimentation batterie appelée +BAT est reliée à une borne KlA d'un premier contact appelé Kl. Ce contact est ici une ampoule REED qui comprend un ensemble de bilames qui sont séparées en position repos et qui se ferment lorsque qu'une masselotte magnétique est placée près d'elles. L'autre borne KlB du premier contact est connectée d'une part à l'alimentation (MARCHE Sl) des équipements du véhicule et d'autre part à la première borne K2A d'un deuxième contact K2. Le contact K2 est ici également une ampoule REED. La deuxième borne K2B du deuxième contact K2 est reliée au démarreur (DEM S2) Lorsque l'on étudie la matrice des possibilités également appelée table de vérité ou tableau de "Karnaught", on voit qu'il est impossible de générer un démarrage intempestif dans le cas d'une défaillance d'un interrupteur Kl ou K2.
En reprenant la terminologie définie plus haut la matrice s'énonce de la façon suivante :
1) Kl=O, K2=0, Sl=O5 et S2=0: ceci correspond à une position stop (normale)
2) Kl=O, K2=l, Sl=O, et S2= 0: pas de démarrage
3) Kl=I, K2=0, Sl=I, et S2= 0: ceci correspond à la position marche (normale) 4) Kl=I, K2=l, Sl=I, et S2= 1: ceci correspond à une position marche du démarreur (normale)
On voit bien que dans ce cas la sécurité est nettement améliorée car il est impossible d'avoir un démarrage intempestif du démarreur avec une simple panne d'un des deux interrupteurs même bloqués en position fermée.
Le dispositif selon l'invention convient bien pour améliorer la sécurité du système contre les démarrages intempestifs. Ce dispositif peut être généralisé à tous les systèmes qui doivent commander de façon sure des fonctionnalités particulière de machines. Ce dispositif, suivant l'invention, n'est donc pas limité aux exemples énoncés plus haut, mais peut être modifié dans le cadre des revendications sans changer la portée de celui-ci.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de démarrage sécurisé d'un véhicule comprenant :
- une alimentation électrique (+BAT), - des équipements électriques (MARCHE Sl)
- un démarreur
- au moins un premier interrupteur (Kl) commandant l'alimentation générale du véhicule (hors mis celle du démarreur) et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, - au moins un deuxième interrupteur (K2) commandant l'alimentation du démarreur et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, caractérisé en ce que les deux interrupteurs (Kl) et (K2) sont placés en série et que les trois éléments alimentation électrique (+BAT), le premier interrupteur (Kl), et le deuxième interrupteur (K2) sont placés dans l'ordre suivant
- alimentation électrique
- le premier interrupteur
- le deuxième interrupteur et que l'alimentation des dits équipements électriques (MARCHE Sl) est prélevée en un point de la ligne comprise entre les deux interrupteurs, et que l'alimentation du démarreur (DEM S2) est prélevée en bout de chaîne en aval du deuxième interrupteur.
2. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs (Kl) et (K2) sont des ampoules REED.
3. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les interrupteurs sont placés dans un organe de contact général d'un véhicule.
4. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des capteurs à effet hall
5. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des capteurs capacitifs.
6. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des contacts mécaniques.
EP06841811A 2005-11-17 2006-11-17 Interrupteur securise a faible courant et a fiabilite augmentee Withdrawn EP1963666A1 (fr)

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