FR3072178B1 - Dispositif electrique de vehicule - Google Patents

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Abstract

Dispositif électrique pour un véhicule, comprenant au moins un composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) destiné à être connecté à une source d'énergie électrique et à recouvrir au moins une partie d'une pièce d'habitacle du véhicule, caractérisé en ce que le composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) comprend une portion formée en métal déployé agencée pour être connectée à la source d'énergie électrique.

Description

DISPOSITIF ELECTRIQUE DE VEHICULE
[0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif électrique destiné à être monté sur un véhicule automobile, et en particulier un dispositif électrique qui comprend un composant conducteur de forme globalement surfacique (avec une longueur et une largeur bien plus grandes que l'épaisseur, comme une feuille ou une nappe par exemple), pour recouvrir une surface d'une pièce d'habitacle du véhicule. L'invention peut concerner les dispositifs de chauffage ou de détection de présence, qui présentent des nappes ou électrodes surfaciques et devant épouser une surface interne d'un volant ou d'un siège. On peut qualifier de manière égale ces dispositifs de dispositifs électriques ou dispositifs électroniques.
[0002] Il est connu dans l’art antérieur de tels dispositifs électriques, comme celui divulgué dans le document W00011443(A1) divulguant une électrode plane pour systèmes de reconnaissance capacitifs. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient de nécessiter une électrode sous forme de tissé métallique, ce qui augmente les coûts.
[0003] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif électrique pour un véhicule, comprenant au moins un composant surfacique conducteur destiné à être connecté à une source d’énergie électrique et à recouvrir au moins une partie d’une pièce d'habitacle du véhicule, qui soit économique à produire, tout en gardant de bonnes qualités de flexibilité pour épouser facilement la surface à recouvrir.
[0004] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif électrique pour un véhicule, comprenant au moins un composant surfacique conducteur principal destiné à être connecté à une source d’énergie électrique et à recouvrir au moins une partie d’une pièce d'habitacle du véhicule, caractérisé en ce que le composant surfacique conducteur principal comprend une portion formée en métal déployé agencée pour être connectée à la source d'énergie électrique.
[0005] Dans le dispositif selon la mise en oeuvre ci-dessus, le composant surfacique principal comprend du métal déployé qui forme la partie active du dispositif électrique. En d'autres termes, le dispositif électrique comprend une feuille de métal déployée qui est destinée à être connectée à la source d'énergie électrique. Le métal déployé est typiquement réalisé par cisaillement d'une plaque ou d'une bobine de métal dans une presse, équipée de couteaux, créant un maillage métallique généralement de forme de losange (mais on trouve aussi des maillages ronds, hexagonaux ou carrés) laissant des vides entourés par des barres ou lanières en métal interconnectées. Une telle mise en oeuvre procure une pièce légère, flexible, conductrice de l'électricité, et économique à produire.
[0006] Avantageusement, le dispositif électrique comprend un deuxième composant surfacique conducteur comprenant une portion active en métal déployé, agencée en regard de la portion en métal déployé dudit composant surfacique conducteur principal. Cette mise en oeuvre permet d'obtenir un dispositif capacitif de manière économique.
[0007] Avantageusement, le dispositif électrique comprend une feuille isolante, agencée entre la portion en métal déployé du deuxième composant surfacique conducteur et la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal. Cette mise en oeuvre permet d'obtenir un dispositif capacitif de manière économique.
[0008] Avantageusement, au moins l’une de la portion en métal déployé du deuxième composant surfacique conducteur et de la portion en métal déployé dudit composant surfacique conducteur principal est collée sur la feuille isolante. Cette mise en oeuvre permet de fabriquer un dispositif capacitif compact et économique.
[0009] Avantageusement, la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal forme une résistance de chauffage. Le métal déployé peut avantageusement être utilisé en tant que résistance de chauffage en faisant passer un courant électrique au travers. Les caractéristiques intrinsèques du métal déployé (maillage métallique) permettent de procurer une grande surface de couverture, et il est possible de choisir la matière, l'épaisseur adéquate de la feuille initiale, ainsi que les largeurs de barres ou lanières métalliques pour obtenir les caractéristiques électriques désirées.
[0010] Avantageusement, la portion en métal déployé présente une maille, la portion en métal déployé étant formée par une bande dont une section transversale comprend au moins deux mailles côte à côte. En d'autres termes, il y a au moins toujours deux lanières ou barres métallique en parallèle pour conduire le courant électrique dans une section transversale de la bande.
[0011] Avantageusement, la bande suit une ligne courbe qui présente au moins un retour de sorte à ce qu’une première portion de bande longe une deuxième portion de bande. On obtient typiquement des zig zag ou ondulations qui permettent de couvrir une grande surface de la pièce à chauffer.
[0012] Avantageusement, la portion en métal déployé est en acier, ou en aluminium, ou en cuivre.
[0013] Avantageusement, le dispositif électrique forme un dispositif de volant ou de siège de véhicule de détection de présence d’un membre du conducteur du véhicule.
[0014] Avantageusement, le dispositif électrique forme un dispositif de chauffage de volant, d’accoudoir, de panneau de porte ou de siège de véhicule.
[0015] Avantageusement, la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal présente une résistance électrique variable entre deux bornes de connexion à la source d'énergie électrique. En d'autres termes, la section de la portion en métal déployé n'est pas constante le long du chemin électrique, ce qui permet de choisir les endroits de plus ou moins forte chauffe.
[0016] Avantageusement, la portion en métal déployé comprend : - une portion principale en métal déployé agencée pour être connectée à deux bornes d'un circuit électrique comprenant la source d'énergie électrique, de sorte à être traversée par du courant électrique, - au moins une portion libre en métal déployé, avec un seul point de raccordement à la portion principale. La portion libre est de forme généralement allongée et se trouve reliée à une de ses extrémités au reste de la portion en métal déployé, mais sa deuxième extrémité est libre, c’est-à-dire non reliée à la source d'énergie électrique autrement que par la première extrémité, si bien qu'aucun courant électrique ne passe par la portion libre. Cependant, de la chaleur peut être conduite par cette portion libre, ce qui permet de diffuser la chaleur sur une plus grande surface, de sorte à réduire les points chauds typiquement obtenus par un chauffage par fil par exemple.
[0017] Avantageusement, la portion libre présente au moins une extrémité libre formant une terminaison électrique.
[0018] Avantageusement, le dispositif électrique forme un dispositif électrique pour un volant de véhicule comprenant une jante, dans lequel la portion en métal déployé présente une maille avec une petite longueur et une grande longueur, et dans lequel la portion en métal déployée est agencée pour recouvrir la jante du volant avec la grande longueur orientée dans le sens d’une circonférence d’une section transversale de la jante, cette mise en oeuvre permet de profiter au mieux des capacités de déformation des mailles, pour limiter les risques de plis. En effet, le métal déployé peut s'étirer ou se comprimer (dans des directions tangentielles à la surface épousée) puisque les lanières ou barres peuvent fléchir dans le domaine élastique ou même plastique mais en ne formant pas ou peu de plis qui pourraient être visibles par le conducteur. En particulier, la portion en métal déployé permet de faire le tour ou au moins 80% du tour d'une section transversale de la jante, sans faire de plis.
[0019] De plus, la portion en métal déployé entre plus rapidement dans le domaine plastique lors de sa déformation (qu'une électrode en tissé métallique par exemple), si bien que la pose est plus aisée.
[0020] Plus généralement, le dispositif électrique forme un dispositif électrique pour une pièce d'habitacle de véhicule présentant une surface courbe à recouvrir, nécessitant une compression-extension de la portion en métal déployé pour être recouverte (de préférence sans plis), la portion en métal déployé présente une maille avec une petite longueur et une grande longueur, et la portion en métal déployée est agencée pour recouvrir la surface courbe avec la grande longueur orientée dans un sens transverse à la direction de plus grande compression-extension.
[0021] Avantageusement, la portion en métal déployé présente une largeur, une longueur et une épaisseur négligeable devant la largeur et/ou la longueur.
[0022] Avantageusement, la portion en métal déployé épouse une surface non plane cachée d’une pièce d'habitacle du véhicule. Une telle surface est donc complexe ou tridimensionnelle, mais le métal déployé peut aisément se déformer pour l'épouser sans plis. De faibles épaisseurs sont alors garanties et uniformes.
[0023] Un deuxième aspect de l'invention concerne un volant de véhicule ou un siège de véhicule comprenant un dispositif électrique selon le premier aspect de l'invention.
[0024] Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comprenant un volant selon le deuxième aspect de l'invention.
[0025] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un volant de véhicule équipé d'un dispositif électrique selon la présente invention ; la figure 2 représente un détail d'une portion en métal déployé d'un composant surfacique conducteur principal du dispositif électrique de la figure 1 ; les figures 3a et 3b représente des alternatives de la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal du dispositif électrique de la figure 1 ; la figure 4 représente une alternative du composant surfacique conducteur principal du dispositif électrique de la figure 1 ; la figure 4a représente un détail du composant surfacique conducteur principal du dispositif électrique de la figure 4 ; la figure 5 représente une alternative du dispositif électrique de la figure 1 ; la figure 6 représente une alternative du dispositif électrique de la figure 4.
[0026] La figure 1 représente un volant de véhicule comprenant une jante 11, trois branches 12 et un moyeu 13, équipé d'un dispositif électrique selon la présente invention avec un composant surfacique conducteur principal disposé sous une gaine de la jante 11, et visibles aux emplacements 11 a et 11 b.
[0027] Typiquement, le dispositif électrique est un dispositif de chauffage et/ou un dispositif de détection de contact ou de présence des mains du conducteur sur le volant.
[0028] A cet effet, le dispositif électrique comprend un composant surfacique conducteur principal 21, avec une portion en métal déployé représentée figure 2. La portion en métal déployé peut être raccordée à une source d’énergie électrique pour être traversée par du courant et produire de la chaleur par effet joule. La portion en métal déployée peut également être mise sous tension pour former une électrode d’un dispositif capacitif pour détecter la présence, la proximité ou le contact d’une main de l’utilisateur sur le volant.
[0029] Sur la figure 1, le composant surfacique conducteur principal 21 peut recouvrir l’intégralité d’une surface interne (non visible) de la jante 11, ou seulement des portions particulières.
[0030] La portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal 21 représentée figure 2 montre un maillage en forme de losanges.
[0031] Le métal déployé est typiquement réalisé par cisaillement d'une plaque ou d'une bobine de métal dans une presse, équipée de couteaux, créant un maillage métallique généralement de forme de losange (mais on trouve aussi des maillages ronds, hexagonaux ou carrés, ou encore d’autres formes représentées figures 3a et 3b. On peut aussi envisager un maillage non régulier) laissant des vides entourés par des barres ou lanières en métal interconnectées.
[0032] Dans le cas de la réalisation de la figure 2, le maillage présente un pas selon une grande longueur notée LWD, et selon une petite longueur SWD. Par ailleurs, en ce qui concerne les ouvertures du métal déployé, on peut noter LWO comme étant la grande longueur de l'ouverture, et SWO comme étant la petite longueur de l'ouverture. On peut noter que LWO correspond à la grande diagonale du losange d’une maille, et la petite longueur SWO représente la petite diagonale du losange.
[0033] Le métal déployé peut être en acier, en aluminium ou en cuivre (plutôt en cuivre pour la mise en oeuvre d’un dispositif chauffant), d’épaisseur de matière avant déploiement peut aller de 40 microns à 200 microns. On peut prévoir une étape de laminage pour rendre le métal déployé plus plat après déploiement. La petite longueur des ouvertures SWO peut aller de 0,2 à 5mm, préférentiellement de 0,5 à 3mm. La grande longueur des ouvertures LWO peut aller de 1 à 10mm, préférentiellement de 1,5 à 5mm.
[0034] De retour à la figure 1, une réalisation préférentielle consiste à orienter les mailles de la portion en métal déployé avec la grande longueur LWD (ou la grande diagonale du losange) selon la circonférence d’une section transversale de la jante 11. Autrement dit, la grande longueur LWD (ou la grande diagonale du losange) de chaque maille est sensiblement parallèle à un rayon R de la jante 11, comme le montre la figure 1. Cette mise en oeuvre permet de profiter au mieux de la capacité de déformation du métal déployé (les lanières entre les noeuds de chaque maille peuvent fléchir aisément), ce qui évite de faire des découpes, et/ou des plis. Les coûts sont limités, et le procédé de pose plus rapide.
[0035] La figure 4 et le détail de la figure 4a représentent une alternative du composant surfacique conducteur principal du dispositif électrique de la figure 1. Dans la mise en oeuvre représentée, le composant surfacique conducteur principal 22 forme une résistance de chauffage, et la portion en métal déployé 22a présente des évidements ou découpes 22b pour former une bande qui suit une ligne avec des retours, de sorte à ce que plusieurs portions de la bande soient côte à côte.
[0036] En conséquence, lorsque la portion en métal déployé est connectée à une source d’énergie électrique (bornes + et - représentées), du courant électrique parcourt la bande, en suivant la géométrie imposée par les découpes 22b, ce qui permet de recouvrir une grande zone du volant de la figure 1 par exemple.
[0037] De plus, le détail de la figure 4a montre une zone 22c de la portion en métal déployé dont les lanières seront traversées par du courant électrique (flèches il et i2), alors que la découpe externe a coupé des lanières, si bien que les lanières d’une zone 22d de la portion en métal déployé ne seront pas traversées par le courant électrique, car les extrémités (libres ou terminaisons) de ces lanières ne sont pas reliées électriquement à l’autre borne de la source d’énergie. Ces extrémité libres ou terminaisons sont sous tension, mais ne conduisent pas le courant. Cependant, elles peuvent conduire de la chaleur, ce qui permet de diffuser la chaleur créée par effet joule, ce qui permet d’éviter des points chauds ou fortes concentrations de chaleur et optimise à moindre coût la diffusion de chaleur.
[0038] Comme le montre le figure 6 avec un composant surfacique conducteur principal 22' alternatif, on peut également prévoir des évidements ou découpes 22'b irrégulières dans la portion en métal déployé 22'a, de sorte à proposer une bande de matière de section variable le long de son parcours, pour par exemple diminuer ou augmenter localement la résistance électrique. Cette mise en oeuvre permet de définir des zones de plus ou moins forte chauffe, dans le cas d'un dispositif chauffant.
[0039] La figure 5 montre une coupe du composant surfacique conducteur principal 30 du dispositif électrique de la figure 1 lorsqu’il forme un dispositif de détection de présence ou de contact. Typiquement, il s’agit d’un dispositif capacitif, avec deux électrodes 32 en regard l’une de l’autre (l'une formant une électrode de détection, et l'autre formant une électrode de blindage), et séparée par une feuille isolante 33 (une mousse de polyéthylène par exemple). Les deux électrodes 32 sont des portions en métal déployé, selon la mise en oeuvre représentée figure 2 ou 3a ou 3b par exemple.
[0040] Pour réaliser aisément le composant surfacique conducteur principal 30 de la figure 5, celui-ci comprend des couches adhésives 31 internes pour coller les électrodes 31 sur la feuille isolante 33, mais aussi des couches adhésives 31 externes pour coller le composant surfacique conducteur principal 30 sur un support.
[0041] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, la figure 1 représente un volant de véhicule, mais le dispositif électrique de l'invention peut tout aussi bien être implanté dans un siège ou toute autre pièce d'habitacle de véhicule.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif électrique pour un véhicule, comprenant au moins un composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) destiné à être connecté à une source d’énergie électrique et à recouvrir au moins une partie d’une pièce d'habitacle du véhicule, caractérisé en ce que le composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) comprend une portion formée en métal déployé agencée pour être connectée à la source d'énergie électrique.
  2. 2. Dispositif électrique selon la revendication précédente, comprenant un deuxième composant surfacique conducteur comprenant une portion active en métal déployé, agencée en regard de la portion en métal déployé dudit composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30).
  3. 3. Dispositif électrique selon la revendication précédente, comprenant une feuille isolante (33), agencée entre la portion en métal déployé du deuxième composant surfacique conducteur et la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30).
  4. 4. Dispositif électrique selon la revendication précédente, dans lequel au moins l’une de la portion en métal déployé du deuxième composant surfacique conducteur et de la portion en métal déployé dudit composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) est collée sur la feuille isolante (33).
  5. 5. Dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal (21 ; 22 ; 30) forme une résistance de chauffage.
  6. 6. Dispositif électrique selon la revendication précédente, dans lequel la portion en métal déployé présente une maille, la portion en métal déployé étant formée par une bande dont une section transversale comprend au moins deux mailles côte à côte.
  7. 7. Dispositif électrique selon la revendication précédente, dans lequel la bande suit une ligne courbe qui présente au moins un retour de sorte à ce qu’une première portion de bande longe une deuxième portion de bande.
  8. 8. Dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la portion en métal déployé est en acier, ou en aluminium, ou en cuivre.
  9. 9. Dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes, formant un dispositif de volant ou de siège de véhicule de détection de présence d’un membre du conducteur du véhicule.
  10. 10. Dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes, formant un dispositif de chauffage de volant, d’accoudoir, de panneau de porte ou de siège de véhicule.
  11. 11. Dispositif électrique selon la revendication précédente dans lequel la portion en métal déployé du composant surfacique conducteur principal présente une résistance électrique variable entre deux bornes de connexion à la source d'énergie électrique.
  12. 12. Dispositif électrique selon la revendication précédente, dans lequel la portion en métal déployé comprend : - une portion principale en métal déployé agencée pour être connectée à deux bornes d'un circuit électrique comprenant la source d'énergie électrique, de sorte à être traversée par du courant électrique, - au moins une portion libre en métal déployé, avec un seul point de raccordement à la portion principale.
  13. 13. Dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes, formant un dispositif électrique pour une pièce d'habitacle de véhicule présentant une surface courbe à recouvrir, nécessitant une compression- extension de la portion en métal déployé pour être recouverte, dans lequel la portion en métal déployé présente une maille avec une petite longueur et une grande longueur, et dans lequel la portion en métal déployée est agencée pour recouvrir la surface courbe avec la grande longueur orientée dans un sens transverse à la direction de plus grande compression-extension.
  14. 14. Volant de véhicule comprenant un dispositif électrique selon l’une des revendications précédentes.
  15. 15. Véhicule automobile comprenant un volant selon la revendication précédente.
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