FR2945498A1 - Dispositif electrique embarque dans un vehicule automobile. - Google Patents

Dispositif electrique embarque dans un vehicule automobile. Download PDF

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif électrique (1) embarqué dans un véhicule automobile. Ledit dispositif (1) comportant : - des moyens de commande (2) ; - des moyens de sélection (3) reliés aux dits moyens de commande (2) ; ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de commutateurs (4, 5, 6) comportant chacun une première borne (41, 51, 61) et une deuxième borne (42, 52, 62) ; lesdites deuxièmes bornes (42, 52, 62) étant reliées entre elles et aptes à être connectées à un récepteur (7). L'invention trouve une application immédiate dans le domaine des véhicules automobiles.

Description

DISPOSITIF ELECTRIQUE EMBARQUE DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un dispositif 5 électrique embarqué au sein d'un véhicule, notamment automobile. Classiquement, une chaîne de traitement est composée de capteurs, de calculateurs et d'actionneurs. Généralement, les circuits électriques pour 10 architecture électrique et électronique de véhicule automobile sont composés d'un calculateur électronique embarqué relié à un commutateur qui est à son tour relié à un récepteur. Ainsi, le commutateur est sollicité dès qu'un 15 signal de commande de fermeture et/ou d'ouverture dudit commutateur est transmis du calculateur vers le commutateur. La fonction principale de ce commutateur est, par exemple, d'assurer la mise sous tension du récepteur. Ce dernier peut être par exemple un relais 20 monostable ou bistable. Depuis plusieurs années, les constructeurs automobiles se sont engagés en faveur de la protection de l'environnement. Une des solutions consiste à réduire la consommation en carburant des véhicules. De ce fait, les 25 constructeurs s'orientent de plus en plus vers des véhicules hybrides alliant une motorisation électrique à une motorisation thermique. L'utilisation véhicule entraîne 30 de deux motorisations sur un même une utilisation excessive des comportent certains circuits commutateurs électriques. A titred'exemple, on peut citer l'utilisation des que circuits électriques permettant de sélectionner, en fonction de la vitesse du véhicule, une motorisation 35 appropriée. Selon une telle mise en oeuvre, la motorisation électrique est, par exemple, sélectionnée lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 30km/h et inversement, la motorisation thermique est sélectionnée lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à 30km/h. Ainsi lors d'un embouteillage, le commutateur mis en oeuvre pour la sélection des motorisations est sollicité de façon importante. Cette particularité peut entraîner une détérioration prématurée du commutateur et donc, de façon plus générale, des circuits électriques munis de tels commutateurs. En conséquence, de tels circuits électriques sont fréquemment remplacés. Cette obligation entraîne pour le propriétaire du véhicule, à la fois un surcoût et une perte de temps. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif électrique permettant de s'affranchir des problèmes précités de façon à proposer un dispositif électrique possédant une fiabilité et une durée de vie accrue. A cette fin, l'objet de l'invention porte sur un dispositif électrique embarqué dans un véhicule automobile ; ledit dispositif comportant : des moyens de commande ; des moyens de sélection reliés aux dits moyens de commande ; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de commutateurs comportant chacun une première et une deuxième borne ; lesdites deuxièmes bornes étant reliées entre elles et aptes à être connectées à un récepteur ; lesdits moyens de commande étant aptes à transmettre aux dits moyens de sélection un signal de commande de fermeture et/ou d'ouverture desdits commutateurs aux dits moyens de sélection ; lesdits moyens de sélection transmettant ledit signal de commande à au moins un commutateur sélectionné.
Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le circuit électrique selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la sélection dudit au moins un commutateur est 5 opérée en fonction du taux respectif de sollicitations de chaque commutateur ; - lesdits moyens de sélection comportent des moyens pour transmette un premier signal de commande de fermeture à un premier commutateur puis un deuxième 10 signal de commande de fermeture à un second commutateur de sorte que lesdits premier et second commutateurs soient fermés ; le courant traversant le premier commutateur est alors abaissé du fait qu'une partie du courant passe par le second commutateur; 15 - lesdits moyens de sélection sont formés par un microcontrôleur ; - lesdits moyens de sélection comportent des moyens pour sélectionner un commutateur à chaque signal de commande de fermeture d'un commutateur, lesdits 20 commutateurs étant sélectionnés de façon successive ; - lesdites deuxièmes bornes sont reliées à un récepteur, ledit dispositif comportant un nombre de commutateurs supérieur ou égal au nombre de sollicitations auquel est soumis le récepteur divisé par 25 le nombre de sollicitations que peut supporter un unique commutateur ; - le dispositif selon l'invention comporte au moins un module apte à transmettre des informations reflétant l'état d'au moins un commutateur ; on entend 30 par état, la position du commutateur, à savoir ouvert ou fermé, et l'usure de ce dernier ; - chacun desdits commutateurs est : o un relais monostable ou ; o un relais bistable ou ; 35 o un relais intelligent SMART ou ; o un transistor.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, de modes de réalisations faisant référence aux figures annexées ci-jointes sur-lesquelles : - la figure 1 représente de façon simplifiée un exemple de dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 illustre le courant ou la tension en fonction du temps aux bornes d'un commutateur du 10 dispositif selon l'invention ; - la figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments utiles pour la compréhension de l'invention ont été 15 représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. Le dispositif 1 qui est illustré sur la figure 1 comporte : - des moyens de commande 2 formés, par exemple, par 20 un calculateur électronique embarqué ; - des moyens de sélection 3 formés, par exemple, par un microprocesseur ; - trois commutateurs 4, 5 et 6 comportant chacun une première borne 41, 51, 61 et une deuxième borne 42, 25 52, 62 ; - trois modules 8, 9, 10 permettant le retour d'information ; et - un unique récepteur 7. Tels qu'illustrés sur la figure 1, les moyens de 30 commande 2 sont reliés aux moyens de sélection 3. Ces derniers sont également reliés aux trois commutateurs 4, 5 et 6. Il est à noter en outre que les trois deuxièmes bornes 42, 52 et 62 des trois commutateurs 4, 5 et 6 sont reliées entre elles. Les trois deuxièmes bornes 42, 52 et 35 62 des trois commutateurs 4, 5 et 6 étant reliées au récepteur 7. Ce dernier peut être formé par exemple par un actionneur, un calculateur ou un capteur.
En outre, les trois commutateurs 4, 5 et 6 peuvent être par exemple des relais monostables, des relais bistables, des relais smarts, des commutateurs ou des transistors.
L'invention précitée est par exemple, pour la suite de la description, mise en oeuvre au sein d'un véhicule automobile. Dans une telle mise en oeuvre, ladite invention permet notamment de sélectionner une motorisation en fonction de la vitesse du véhicule.
On admet par exemple l'hypothèse selon laquelle, on passe d'une motorisation à une autre selon que la vitesse du véhicule se situe en deçà ou delà de 30km/h. Par conséquent, dès que la vitesse du véhicule dépasse les 30km/h un signal de commande d'ouverture et/ou de fermeture des commutateurs 4, 5, 6, est transmis aux moyens de sélection 3 par les moyens de commande 2. Lesdits moyens de sélection 3 sélectionnent alors un des trois commutateurs 4, 5 ou 6. Avantageusement, cette sélection est réalisée en fonction du taux de sollicitations de chacun des trois commutateurs 4, 5 et 6. A titre illustratif et nullement limitatif : - les commutateurs 4 et 5 ont été sélectionnés 400 fois ; et - le commutateur 6 a été sélectionné seulement 399 fois. Dans un tel contexte, les moyens de sélection 3 sélectionnent préférentiellement le commutateur 6 de façon à ce que les trois commutateurs 4, 5 et 6 soient sollicités pareillement. La durée de vie de chacun des commutateurs 4, 5 et 6 est ainsi contrôlée. Il convient de noter en outre que chaque commutation génère, sur les commutateurs 4, 5 et 6, des pics de courant et/ou tension de commutation. Ces derniers endommagent voire détériorent les commutateurs. A cet effet, la figure 2 illustre : - un régime permanent 11 ; et - un régime ou phase de transition 12 correspondant typiquement à une fermeture ou une ouverture du commutateur. Lorsque les contacts d'un commutateur 4 se rapprochent ou se séparent, une phase transitoire se produit. Ce phénomène de transition se traduit par un pic d'intensité ou de tension qui peut altérer voire détériorer les contacts du commutateur 4. Parallèlement, les zones 11 illustrent le régime permanent auquel est soumis un commutateur. Dès lors, de façon classique, lorsque le commutateur 4 est fermé, un courant constant traverse le commutateur 4. Ce courant échauffe les contacts de ce dernier et peut détériorer celui-ci.
Face à de tels inconvénients, le dispositif selon l'invention se propose de diminuer ces phénomènes de façon à augmenter la durée de vie et la fiabilité des dispositifs de l'état de la technique. Selon une mise en oeuvre possible de l'invention, le dispositif 1 autorise ou interdit la mise sous tension du récepteur 7. Dans cette mise en oeuvre, les commutateurs 4, 5 et 6 peuvent être par exemple des relais monostables. Dans une telle mise en oeuvre, les moyens de sélection 3 sélectionnent un premier commutateur 4 qui est alors commuté et se retrouve en phase transitoire. Puis, après la sélection d'un premier commutateur 4, un second commutateur 5 est sélectionné. Le premier commutateur 4 et le second commutateur 5 sont ainsi traversés par un courant, lequel courant se trouve en régime permanent 11. On notera que le second commutateur 5 ne subit pas la phase transitoire à laquelle est soumis le premier commutateur 4. Particulièrement deux commutateurs 4 et 5 sont sélectionnés pour diminuer la surchauffe à laquelle aurait été soumis un commutateur si un seul avait été sélectionné. En effet, comme indiqué précédemment, le courant traversant un commutateur échauffe les contacts de ce dernier. Ainsi, sur un trajet de deux heures, les effets du régime permanent 11 sur un unique commutateur peuvent être désastreux. De ce fait, la sélection d'au moins deux commutateurs 4 et 5 permet de palier ce problème. Puis, ce mécanisme, c'est-à-dire la commutation d'un premier commutateur 4 puis d'au moins un second commutateur 5, est inversé de façon à augmenter la durée de vie des commutateurs 4, 5 qui sont sollicités. Au cours de cette inversion, le second commutateur 5 est commuté en position fermé. Il subit alors le courant et la tension de transition 12 pour ensuite subir le régime permanent 11. C'est alors que le premier commutateur 4 est commuté en position fermé de façon à diminuer la surchauffe du commutateur 5 que pourrait engendrer le régime permanent 11. Il est entendu que le nombre de commutateurs se trouvant en position fermée n'est pas limité et est de 20 façon générale supérieur ou égal à 2. De ce fait, comparativement aux dispositifs de l'art antérieur, l'invention illustrée sur la figure 1, permet d'augmenter la durée de vie et la fiabilité des circuits électriques. 25 Avantageusement, les constructeurs automobiles peuvent concevoir aisément un dispositif électrique 1 conforme à l'invention. La conception est réalisée en fonction du nombre d'activations que doit subir le récepteur 7. 30 Pour déterminer le nombre de commutateurs que doit comporter le dispositif électrique 1 il est avantageux de détenir au préalable les informations suivantes : - le nombre de sollicitations auquel est soumis le récepteur 7 et ce sur toute la durée de vie du véhicule ; 35 et - le nombre de sollicitations qu'un unique commutateur 4, 5 ou 6 peut supporter.
Par exemple, posons les hypothèses selon lesquelles : - le récepteur 7 doit subir 500 000 sollicitations ; et - le nombre de sollicitations que peut supporter un unique commutateur est de 150 000. Dans ce contexte, le nombre de commutateurs que doit comporter le dispositif électrique 1 correspond au nombre de sollicitations du récepteur 7 divisé par le nombre de sollicitations que peut supporter un unique commutateur (500 000/150 000) = 3.33 . En accord avec les hypothèses précitées, le nombre minimum de commutateurs que doit supporter le dispositif électrique 1 est de quatre.
Une possibilité avantageuse offerte par l'invention consiste en ce que les moyens de sélection 3 sont formés par un composant numérique de type microcontrôleur. Ce dernier permet de mémoriser le nombre de sollicitations en provenance des moyens de commande 2 de façon à pouvoir ensuite piloter de manière successive, chaque commutateur 4, 5, 6. De ce fait, les commutateurs 4, 5, 6 sont sollicités une quantité de fois sensiblement similaire. De surcroît, les trois modules d'information retour 8, 9, 10 permettent de diagnostiquer en continu l'état des commutateurs 4, 5, 6. Dans une mise en oeuvre particulièrement avantageuse de l'invention illustrée figure 3, le dispositif 1 comporte : des moyens de commande 2 ; des moyens de sélection 3 ; deux commutateurs 4 et 5 ; deux modules 8 et 9. Selon une telle mise en oeuvre, les moyens de commande 2 peuvent, par exemple, transmettre un signal de commande de fermeture et/ou d'ouverture d'au moins un des commutateurs 4, 5. Ledit signal est transmis aux moyens de sélection 3. Ces derniers sélectionnent alors au moins un des commutateurs. Lorsque le commutateur 4 est commuté en position fermé, une tension, par exemple à 12V, traverse le commutateur 4 et arrive à la borne 81 du module 8. Il convient de noter que celui-ci comporte : une diode D8 permettant d'écrêter la tension de façon à amortir les pics de tension pouvant se produire lors de la phase de transition 12 ; - deux résistances R8 et R8' permettant d'abaisser la tension traversant le module 8 ; un condensateur C8 permettant de stabiliser le niveau de la tension et ainsi supprimer les parasites. Ainsi, la tension en provenance du commutateur 4 traverse le module 8 et est abaissée. Cette tension est abaissée de façon à ce qu'elle soit compatible avec la tension de fonctionnement des moyens de sélection 3. Cette tension de fonctionnement peut par exemple être comprise entre 3 et 5V.
De façon générale, les deux modules 8 et 9 autorisent un retour d'information. Par conséquent dès lors qu'un commutateur 4 est commuté en position fermé, une tension est transmise au récepteur 7 et parallèlement un potentiel est transmis aux moyens de sélection 3 via le module 8 d'information retour. Ce potentiel permet par exemple de valider la fermeture de l'interrupteur 4. A contrario, l'absence d'information, c'est-à-dire de potentiel, alors qu'un signal de commande de fermeture a été transmis au commutateur 4, traduit un disfonctionnement du commutateur 4, tel que par exemple une détérioration des contacts du commutateur 4. On notera par ailleurs que le nombre de commutateurs que comporte le dispositif conforme à 35 l'invention est supérieur ou égal à 2. Le domaine d'application de l'invention est celui des véhicules en général. Le circuit électrique selon l'invention peut s'appliquer à tous types d'organe automobile commandé électriquement. De ce fait, l'invention est applicable au domaine automobile, aéronautique, ferroviaire ou encore maritime.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes du dispositif conforme à l'invention de façon à augmenter la durée de vie et la fiabilité des circuits électriques embarqués dans un véhicule automobile, en particulier concernant le nombre, la disposition ou l'agencement des différents éléments constituant ledit dispositif électrique sans pour autant sortir du cadre du brevet.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif électrique (1) embarqué dans un 5 véhicule automobile, ledit dispositif (1) comportant : des moyens de commande (2) ; des moyens de sélection (3) reliés aux dits moyens de commande (2) ; ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce qu'il 10 comporte en outre une pluralité de commutateurs (4, 5, 6) comportant chacun une première borne (41, 51, 61) et une deuxième borne (42, 52, 62) ; lesdites deuxièmes bornes (42, 52, 62) étant reliées entre elles et aptes à être connectées à un récepteur (7), lesdits moyens de commande 15 (2) étant aptes à transmettre aux dits moyens de sélection (3) un signal de commande de fermeture et/ou d'ouverture desdits commutateurs (4, 5, 6) aux dits moyens de sélection (3), lesdits moyens de sélection (3) transmettant ledit signal de commande à au moins un 20 commutateur (4, 5, 6) sélectionné.
  2. 2. Dispositif (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la sélection dudit au moins un commutateur (4) est opérée en fonction du taux 25 respectif de sollicitations de chaque commutateur (4, 5, 6).
  3. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de 30 sélection (3) comportent des moyens pour transmette un premier signal de commande de fermeture à un premier commutateur (4) puis un deuxième signal de commande de fermeture à un second commutateur (5) de sorte que lesdits premier et second commutateurs soient fermés. 35
  4. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection (3) sont formés par un microcontrôleur.
  5. 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection (3) comportent des moyens pour sélectionner un commutateur (4) à chaque signal de commande de fermeture d'un commutateur (4), lesdits commutateurs (4, 5,6) étant sélectionnés de façon successive.
  6. 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites deuxièmes bornes (42, 52, 62) sont reliées à un récepteur (7), ledit dispositif (1) comportant un nombre de commutateurs (4, 5, 6) supérieur ou égal au nombre de sollicitations auquel est soumis le récepteur (7) divisé par le nombre de sollicitations que peut supporter un unique commutateur (4).
  7. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module (8) apte à transmettre des informations reflétant l'état d'au moins un commutateur (4).
  8. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun desdits commutateurs (4, 5, 6) est : un relais monostable ou ; un relais bistable ou ; un relais intelligent SMART ou ; un transistor. 30
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