Brevet FR2483646A2 — publié le 19811204

FR 2483646 A2 19811204 FR 8011965 A 19800529 L'invention concerne une installation pour la commande et/ou le centrale de consommateurs d'énergie électrique notamment de véhicules automobiles. le brevet principal concerne une installation pour la commande et/ou le contrôle de consommateurs d'énergie électrique, tels que des ampoules. d'éclairage prévues sur un véhicule auto mobile et alimentées à partir d'une source d'énergie, telle qu'une batterie,par l'intermédiaire de commutateurs, installation caractérisée en ce qu'elle comprend des organes de connexion associés chacun à au moins un consommateur, ces organes de connexion étant, pour l'alimentation des consommateurs, branchés en parallèle sur une ligne reliée à la source d'énergie et pour la commande et/ou le contrôle de ces consommateurs, branchés en parallèle sur une ligne reliée à un organe central dont les circuits d'entrée sont reliés aux commutateurs, et en ce que l'organe central commandé par les commutateurs produit sur la ligne de commande un signal codé correspondant aux commutateurs actionnés et présentant une partie d'adresse définissant l'organe de connexion Suivant une autre caractéristique du brevet principal, l'installation est appliquée à la commande de consommateurs et le signal codé, émis dans la ligne de commande par l'organe central présente une partie d'ordre et une partie d'adresse. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, la partie d'ordre du signal codé émis par l'organe central présente au moins deux bits d'information relatifs l'un à l'exécution par l'organe de connexion de la commande du consommateur, l'autre à l'exécution par l'organe de connexion d'un test du consommateur, l'organe de connexion comportant des moyens de codage du résultat du test du consommateur et une interface de retour pour la transmission du résultat codé du test sur la ligne de commande vers l'organe central. La présente addition a pour but des perfectionnements à l'installation du brevet principal et est à cet effet caractérisé en ce que la partie d'ordre du signal codé émis par l'organe central est suivie d'une partie de signal codé dite "partie de niveau."\ qui est amenée par une mémoire tampon sur un comparateur recevant par ailleurs une information codée d'un compteur effectuant de façon continue le comptage d'unités élémentaires de temps TA divisant une période de durée constante P, ce comparateur déclenchant l'un des états stables d'une bascule bistable dont l'autre état stable est déclenché par l'intermédiaire d'un décodeur, par la position "0" -du compteur, de façon que cette bascule commande de manière répétitive la mise sous tension du consommateur pendant des périodes de temps (n unités de temps élémentaires TA) dont la durée est définie par la partie de niveau du signal codé. Suivant une autre caractéristique de la présente addition, la partie d'ordre du signal codé émis par l'organe central présente au moins deux bits d'information dont le codage binaire défini quatre ordres relatifs, le lepremier à l'exécution par l'organe de connexion de la mise en service du consommateur sans changement de niveau de sa tension d'alimentation, le second à ltexécution par ltorgane de connexion de la mise en service du consommateur avec changement de niveau de sa tension d'alimentation, le troisième à l'exécution par l'organe de connexion de la mise hors servi e du consommateur et le quatrième à 1' exécution par l'organe de connexion d'un test du consommateur. -- L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure I représente le schéma général d'une installation conforme à l'invention - les figures 2a, 2b, 2c et 2d représentent la structure de signaux codés destinés pour la figure 2a, à une commande de mise en service d'un consommateur avec réglage de sa tension d'alimentation, pour la figure 2b, à la commande de mise en service d'un consommateur sans changement de sa tension d'alimentation, pour la figure 2c, à la commande de mise hors service d'un consommateur, pour la figure 2d, à la commande d'un test de contrôle de ce consommateur. - la figure 3 représente le schéma d'un organe de connexion du type rhéostate (OCX - RH) conforme à l'invention - la figure 4 illustre sous forme d'un tableau, les différentes possibilités de réglage du niveau de la tension d'alimentation. la présente invention a, en conséquence, pour but d'effectuer, sur un véhicule automobile, la commande et le contrôle de l'état des divers consommateurs d'énergie du véhicule, cette commande incluant un réglage de la tension d'alimentation de ces consommateurs de façon que leur régime de fonctionnement puisse être choisi par le conducteur du véhicule automobile. Ainsi, par ce réglage de la tension d'alimentation, il sera possible de régler la vitesse de rotation d'un moteur, tel que le moteur d'un ventilateur ou le moteur d'un essuie-glace, et de régler l'éclairage produit par une ampoule Ainsi, par le réglage de la tension d'alimentation d'une ampoule d'un feu de signalisation, il sera possible d'obtenir un éclairage en lanterne par une sous alimentation de cette ampoule ou au contraire un éclairage de feu arrière antibrouillard par une alimentation normale de cette ampoule. De mimez par le réglage de la tension d'alimentation de l'ampoule d'un projecteur, il sera possible d'obtenir un éclairage en lanterne, en feu de croisement ville ou en feu de croi sement route en alimentant cette ampoule respectivement par une tension basse, par une tendon moyenne ou une tension normale. Suivant l'invention, il est prévu de régler la tension d'alimentation d'un consommateur en réglant non pas la valeur nominale de cette tension qui reste constante mais en réglant la durée effective de cette alimentation. Ainsi, conformément à l'invention, il est prévu de diviser la durée d'alimentation d'un consommateur en période de durée constante F et à l'intérieur de chacune de ces périodes, on fait varier la durée de mise sous tension TA du consommateurS de façon à établir une valeur moyenne de la tension d'alimentation du consommateur qui soit proportionnelle à la durée des mises sous tension s'établissant à l'intérieur de chaque période. Bien entendu, la durée de ces périodes constantes P sera déterminée en fonction de la nature du consommateur alimenté de façon à ce que son fonctionnement apparaisse comme continu, malgré ce découpage de son alimentation en temps d'alimentation et en temps de non alimentation. Ainsi, dans le cas d'un consommateur lumineux (une ampoule), la période sera suffisamment -courte pour que la fréquence des mises hors tension ne soit pas sensible à l'oeil compte tenu de l'inertie de l'ampoule et de la rémanence de l'acuité visuelle. Egalement, dans le cas d'un moteur, la durée de la période sera déterminée de façon que la fréquence des mises sous tension soit suffisamment grande pour que le moteur tourne sans à-coup. On notera également qu'au lieu de désirer un fonctionnement continu à partir d'une mise sous tension discontinue, on pourra réaliser cette mise sous tension discontinue pour produire effectivement un fonctionnement discontinu du consommateur. Cela sera par exemple valable pour réaliser l'allumage intermittent d'une ampoule de clignotement ou encore 1' al- limage intermittent dés essuie-glace. Bien entendu, ces fonctionnements intermittents des consommateurs pourront être obtenus en découpant cette alimentation en périodes de durée suffisamment faible mais constante à l'intérieur desquelles la durée réelle d'alimentation sera réglée pour obtenir un effet continu du consommateur sous la puissance désires. Suivant la figure l, l'installation conforme à l'invention comprend plusieurs organes de connexion 2 qui sont reliés chacun à au moins un consommateur 3, tel qu'uns lampe, un klaxon, unejauge d'essence, un capteur de température, etc.. Ces consommateurs qui sont alimentés en énergie électrique à partir de la batterie 4 et par l'intermédiaire des organes de connexion 2, sont branchés en parallèle sur une seule ligne d'alimentation an énergie électrique, ou ligne de puissance 5, reliée à la batterie 4. les organes de connexion 2 sont, pour la commande et le contrôle de ces consommateurs 3, branchés en parallèle sur une seule ligne, ou ligne de commande 6, reliée à un organe central 7 dont les circuits d'entrée sont reliés aux commutateurs 8 prévus sur le tableau de bord du véhicule. Pour assurer la commande sélective de l'un ou l'autre des organes de connexion à partir de l'actionnement des commutateurs 8 et par l'intermédiaire de l'organe central 7, cet organe central est réalisé de manière à produire sur la ligne de commande 6 un signal codé correspondant au commutateur 8 actionné et présentant une partie d'adresse définissant l'adresse de l'organe de connexion à commander. Ce signal se compose, voir figure 2a, d'une trame 9 divisée en unités de temps constantes U, cette trame présentant successivement autant de groupes G de trois unités de temps que le signal codé comporte-de bits d'information 10, chaque groupe comprenant, dans l'exemple représenté, un bit d'information 10 d'une durée de temps égale à une unité de temps U qui est précédée d'une unité de temps 91 de niveau logique.0, elle-même précédée d'une unité de temps 92 de niveau logique 1. Le signal établit sur la trame 9 se compose d'une partie d'adresse définissant l'adresse de l'organe de connexion à commander, cette adresse étant établie dans l'exemple non limitatif représenté sur les figures de 2a à 2d sur huit bits qui sont référencés de AO à A7, cette partie d'adresse du signal étant immédiatement suivie de la partie d'ordre qui est définie par deux bits Cl et C2, de façon que le codage binaire de ces informations transmises par l'organe central dans la ligne 6 assure la commande de lldrgane de connexion 2 et donc du consom- mateur 3 déterminé par la partie d'adresse de signal, ces deux bits d'information Cl et C2, insérés dans le signal de trame, permettent donc d'obtenir en codage binaire quatre ordres relatifs représentés sur les quatre figures 2a, 2b, 2c et 2d. Ainsi, par exemple, suivant la figure 2a, les niveaux logiques 1-1 des bits d'information Cl et C2 correspondent.à un ordre de connexion ou de mise en service d'un consommateur avec modification du niveau de sa tension d'alimentation, la valeur de cette tension étant déterminée par les bits d'information NO à N3 qui suivent et qui, dans l'exemple représenté, sont au nombre de quatre. Par contre, suivant la figure 2b, les niveaux logiques 0-1 -des bits d'information Cl et C2 correspondent par exemple à un ordre de connexion ou de mise en service d'un consommateur sans modification du niveau de sa tension d'alimentation7 cette alimentation étant donc effectuée en permanence et sous la tension de la batterie 4. Suivant la figure 2c, las niveaux logiques 1-0 des bits d'information Cl, C2 correspondent par exemple à un ordre de connexion ou de mise hors service du consommateur. Enfin, suivant la figure 2d, les niveaux logiques 0-0 des bits d 'information Cl et C2 correspondent à un ordre de test et dans ce cas l'organe de connexion vérifie le fonctionnement correct du consommateur considéré et envoie dans la ligne de commande 6 et à destination de l'organe central 7, deux bits d'information codés binaires T1, T2 correspondant au test effectué, le résultat de ce test étant affiché sur le tableau de bord du véhicule par des moyens de visualisation commandés par l'organe central. Comme on le remarque sur la figure 2d, les résultats de tests T1 et T2 sont émis dans la ligne de commande 6 par l'organe de connexion 2 à la suite de la réception par cet organe de connexion du signal d'adresse (AO à A7) suivi du signal d'ordre (C1 et C2) ordonnant un test qui dans ce cas précis est Ci, C2 = 00. Chaque ordre émis sur la ligne de commande 6 par l'organe central 7 est précédé de trois unités de temps de niveau logique 0, ce qui permet aux organes de connexion de reconnaltre le départ d'un signal émis par l'organe central, cette disposition permettant également la synchronisation et la réception par cAlage sur des éléments binaires de synchronisation, ainsi que de vérifier que le mot n'est pas faussé par des parasites de durée supérieure à deux unités qui, dans ce cas, font que la trame n'étant pas reconnue, 11 organe de connexion n'exécute pas l'ordre demandé. En outre, l'organe de connexion 2 (voir en détail sur la figure 3) est pourvu d'une horloge interne dont la fréquence de base 12 est au minimum trois fois supérieure à la fréquence d'unité de temps U et en pratique on la choisira quatre à cinq fois supérieure Cette disposition permet de constituer un filtre de déparasitage qui vise à éliminer les parasites brefs. L'organe de connexion qui reçoit les signaux émis par l'organe central sont amenés par la ligne de commande 6 sur un filtre de déparasitage (voir figure 3) qui, comme déjà indiqué est alimenté par l'horloge interne dont la fréquence de base est au minimum trois fois supérieure à la fréquence des unités de temps U, ce filtre étant destiné, comme déjà indiqué, à éliminer les parasites brefs et à éviter d'effectuer un transfert dans le registre d'entrée d'une information erronée, le transfert d'une bonne information s'effectuant que lorsque celui-ci a été confirmé trois fois de suite à des intervalles de temps fixes. La logique du traitement est une logique ciblée utilisant les temps de base fournis par l'horloge interne, elle a pour rôle : - de commander les décalages de l'information dans le registre d'entrée - de reconnaitre les trois unités de temps de départ et d'effectuer la remise à zéro de l'organe de connexion avant l'entrée des informations 1 - de bloquer les décalages lorsque le mot reconnu est complet ou qutil ne concerne pas un organe de connexion du type rhéostaté - d'effectuer soit ordre de connexion ou de mise en service du consommateur avec réglage de sa tension d'alimentation, soit tordre de connexion de ce consommateur sans réglage de sa tension d'alimentation, soit l'ordre de déconnexion de ce consommateur ou soit enfin l'ordre de réponse de test, ces ordres étant bien entendu effectués si l'adresse reçue correspond à l'adresse précodée de l'organe de connexion et Si le décodeur de la trame fixe du signal codé donne une trame correspondant à la trame de référence - de synchroniser les retours de tests. Four remplir ces fonctions, la logique de traitement est associée : - à.un registre d'entrée par lçintermédiaire d'un décodeur de code trame et d'un décodeur d'ordre, - d'un compteur de décalage pour comptabiliser les décodages effectués, - d'un décodeur d'adresse permettant, à partir d'un élément extérieur, à l'organe de connexion de précoder une adresse déterminée sur cet organe de connexion, cette adresse étant alors comparée à la partie d'adresse du signal reçu par le comparateur d'adresse pour commander la logique de traitement, - d'une interface de retour pour la transmission sur la ligne 6 des résultats du test du consommateur associé à l'organe de connexion considéré, - deune électronique de codage du résultat de test qui interprète les différentes possibilités "consommateur absent" "consommateur sous tension", "consommateur hors tension" et qui code cette information en une information retour qui est renvoyée vers l'organe central par la ligne 6 et l'interface de retour. Dans l'exemple de cette figure 3, le consommateur de la figure 1 est constitué par le moteur 31 d'un ventilateur 52; l'alimentation de ce moteur 31 étant réalisée à partir de la batterie 4 et par la ligne de puissance 5 par l'intermédiaire d'un transistor de puissance T3 dont la base est reliée à une bascule de façon à déterminer la conduction ou la non conduction de ce transistor et donc la mise sous tension ou la mise hors tension du moteur 31. Pour effectuer le réglage du niveau de la tension d'alimentationde ce moteur 31, les deux états de la bascule bistable sont commandés l'un par le signal issu dgun comparateur, l'autre par le signal issu d'un décodeur. Par ailleurs, cet organe de connexion comporte un compteur dénommé "compteur de périodes de découpage" qui est alimenté par l'horloge interne et qui compte, de façon continue, des unités élémentaires de temps TA divisant une période -fixe P constituant la période de découpage, le contenu de ce compteur étant comparé dans le comparateur au contenu de la mémoire tampon ou "mémoire de niveau" dans laquelle sont stockées les informa tions de niveau NO à N4 de façon que ce comparateur commande, à un instant donné, à l'intérieur de la période de découpage, le changement d'état de la bascule qui détermine la non conduction du transistor 3 et donc la déconnexion du moteur 31. Par ailleurs; lors du passage par la position de comptage 0, le compteur de périodes de découpage commande la bascule par l'intermédiaire du décodeur afin de la faiTe passer dans son second état stable pour lequel cette bascule détermine la conduction du transistor Q3 et donc la mise sous tension du moteur 31. Dans le cas d'un code niveau établi sRrKquatre bits NO, Ni, N2, et N3, il existera donc, en codage binaire, seize possibilités qui sont représentées sur le tableaa de la figure 4. le compteur de périodes de découpage tourne sur sa propre période P et découpe cette période en seize durées élémentaires TA, la position 0 de ce compteur assurant la commande de la bascule afin d'assurer par le transistor T3 la mise sous tension du moteur 31O Cette conduction, à ltintérieur de la période P, dure tant qu'il n'y a pas correspondance, sur le comparateur, entre le code niveau stocké dans la mémoire de niveau et l'information reçue du compteur de périodes de découpage. Cependant, lorsque cette correspondance est établie le comparateur commande, à l'intérieur de la période de découpage P, la bascule afin qu'elle détermine la mise hors tension du moteur 31 par le transistor T3. Ainsi, l'alimentation du consommateur est réalisée de manière discontinue à une fréquence déterminée par la période de découpage, la durée de chaque alimentation à l'interieur de cette période de découpage étant fonction du code niveau du signal reçu par 1' organe de connexion. Ainsi, suivant la figure 4, le code niveau 1100 sséterminera une alimentation du moteur 31 pendant les 3/15 de la période P de façon que la tension d'alimentation du moteur soit les 3/15 de la tension de la batterie 4. REVENDICATIONS 10) Installation pour la commande et/ou le contrôle de consommateurs d'énergie électrique, tels que des ampoules d'éclairage prévues sur un véhicule automobile et alimentées à partir d'une source d'énergie, telle qu'hne batterie, par l'intermédiaire de commutateurs, cette installation comprenant des organes de connexion associés chacun à au moins un consommateur, ces organes de connexion étant, pour l'alimentation des consommateurs, branchés en parallèle sur une ligne reliée à la source d'énergie et pour la commande et/ou le contrôle de ces consommateurs, branchés en parallèle sur une ligne reliée à un organe central dont les circuits d'entrée sont reliés aux commutateurs, l'organe central commandé par les commutateurs produisant sur la ligne de commande un signal codé correspondant aux commutateurs actionnés et présentant une partie d'adresse définissant l'organe de connexion et une partie d'ordre définissant la commande d'un consommateur associé à cet organe de connexion, installation caractérisée en-ce que la partie d'ordre du signal codé émis par l'organe central est suivie d'une partie de signal codé dite "partie de niveau" tui est amenée par une mémoire-tampon sur un comparateur recevant par ailleurs une information codée d'un compteur effectuant de façon continue le comptage d'unités élémentaires de temps TA divisant une période de durée constante P, ce comparateur déclenchant l'un des états stables d'une bascule bistable dont l'autre état stable est déclenché, par l'intermédiaire d'un décodeur,# -par la position "O" du compteur, de façon que cette bascule commande de manière répétitive la mise sous tension du consommateur pendant des périodes de temps (n unités de temps élémentaires TA) dont la durée est définie par la partie de niveau du signal codé. 20) Installation conforme à la revendication 1, carac térisésen ce que la partie d'ordre du signal codé émis par l'organe central présente au moins deux bits d'information dont le codage binaire défini quatre ordres relatifs, le premier à l'exécution par l'organe de connexion de la mise en service du consommateur sans changement de niveau de sa tension d'alimentation, le second à l'exécution par l'organe de connexion de la mise en service du consommateur avec changement de niveau de sa tension d'alimentation, le troisième à l'exécution par l'organe de connexion de la mise hors service du consommateur et le quatrième à l'exécution par l'organe de connexion d'un test du consommateur.