Brevet FR2522159A1 — publié le 19830826

La présente invention concerne un dispositif de surveillance de la continuité d'un circuit électrique, par exemple le circuit des feux de freinage d'un véhicule, du type compor- tant un organe témoin de signalisation tel qu'un témoin lumineux. Le problème de la surveillance de la continuité d'un circuit électrique se pose de manière générale dans un grand nombre de domaines, et notamment dans les circuits électriques des véhicules. En effet, par exemple, un grand nombre de véhicules, et notamment tous les véhicules automobiles, comportent un contacteur de freinage fermé par l'actionnement des freins pour illuminer alors des feux de freinage. La panne la plus courante de cette installation est le non fonctionnement des feux par suite de leur détérioration, en général la rupture par fusion de leur filament. Une telle panne affecte notablement la sécurité, car les conducteurs des autres véhicules ne sont prévenus d'un ralentissement du véhicule dont les feux sont endommagés que lorsque sa vitesse a déjà été considérablement réduite. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en créant un dispositif de surveillance de la continuité d'un circuit électrique, par exemple le circuit des feux de freinage d'un véhicule,qui consomme peu d'énergie, qui soit d'une bonne fiabilité et d'un faible prix de revient, et au'il soit possible d'incorporer à une installation électrique existante de manière simple, sans nécessiter de longues heures de maind'oeuvre. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de surveillance de la continuité d'un circuit électrique, par exemple le circuit des feux de freinage d'un véhicule, du type comportant un organe témoin de signalisation tel qu'un témoin lumineux, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un relais de contrôle muni d'au moins une bobine d'excitation et d'un contact d'inactivation de l'organe témoin, ce contact étant ouvert au repos du relais c'est-à-dire lorsque la bobine insérée dans un circuit d'alimentation de commande compo-rtanten série le circuit dont la continuité doit être surveillée, n'est pas parcourue par un courant. Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, le relais de contrôle est un relais é interrupteur à lames souples et comporte deux bobines, savoir une bobine de polarisation destinée à créer un seuil grâce à un champ auxiliaire, en plus d'une bobine principale d'excitation. Grâce au fait que les bobines créent des champs de sens opposés, il est possible d'adapter simplement le point de fonctionnement du relais à lames souples au courant traversant les feux de freinage, sans avoir à effectuer d'ajustement minutieux du circuit, d'apairage des composants, ou de sélection systématique de ceux-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre se référant aux dessins annexés en représentant des formes de réalisation préférentielles, dans lesquels - la figure 1 est un diagramme de fonctionnement d'un interrupteur à lames souples - la figure 2 est un schéma synoptique de l'invention - la figure 3 est un schéma électrique d'une première forme de réalisation de l'invention - la figure 4 est un schéma électrique d'une deuxième forme de réalisation de l'invention - la figure 5 est un schéma électrique du montage classique de l'installation de commande des feux de freinage d'un véhicule; la figure 6 est un schéma électrique d'une première modification possible de ce schéma ; la figure 7 est un schéma électrique d'une deuxième modification possible. Dans les exemples de réalisation ci-après, l'éclairement d'un témoin lumineux de signalisation est commandé grâce à un relais à interrupteur (ou à contact) à lames souples en fonction du passage ou de l'absence de courant à travers la totalité ou une partie seulement de plusieurs branches de circuits en parallèle, ici des feux de freinage d'un véhicule. En effet, il a été jugé bon de pouvoir distinguer le cas où une partie (par exemple un seul) des feux de freinage est hors d'usage du cas où tous les feux de freinage sont hors d'usage. A cet effet, il a été décidé ue dans le cas, relativement grave, où tous les feux de freinage sont hors d'usage, le témoin de signalisation serait éclairé en permanence, tandis que dans le cas où une partie seulement serait hors d'usage, le témoin serait allumé seulement lors de llactionnement de la pédale de freinage, donc de la fermeture du contacteur de commande des feux de freinage. Ainsi, il a été projeté que, en cas de freinage, la présence d'un courant égal sensiblement à la somme des courants de fonctionnement des feux de freinage provoque la fermeture de l'interrupteur du relais à lames souples, et la présence d'un courant notablement inférieur, ou encore l'absence de courant, provoque l'état opposé c'est-à-dire la fermeture du contact à lames du relais ; ce choix a impliqué que les lames du relais soient branchées en parallèle sur le témoin de signalisation ou encore sur un circuit d'activation de ce témoin ; ainsi, quand la pédale de freinage est actionnée, si la totalité des feux de freinage fonctionne normalement, le témoin de signalisation est court-cicuité ou inactivé, tandis que si au moins l'un des feux est hors d'usage, le témoin de signalisation est alimenté. En l'absence de freinage, seule l'absence de courant dans tous les feux de freinage (repos de la bobine) provoque l'alimentation du témoin de signalisation par suite de l'état décollé où se trouve l'interrupteur du relais à lames souples. Sur le diagramme de la figure 1, illustrant le fonctionne- ment d'un relais à lames souples, le champ H produit par la bobine est porté en abscisses, et l'état de l'interrupteur correspondant est porté en ordonnées. L'état sable dans lequel les lames ne se touchent pas est désigné par E1, et celui dans lequel les lames se touchent est désigné Dar E2. Les ampoules à lames souples n'étant pas polarisees inagnéti- quement, c'est-à-dire fonctionnant en raison de l'intensité du champ magnétique mais indépendamment de son sens, le diagramme de fonctionnement est symétrique par rapport à la valeur zéro du champ ; aussi, la description de fonctionnement ne sera faite que pour les valeurs positives du champ n. Pour cela, considérons un relais à contact à lames souples dont les lames sont espacées l'une de l'autre pour une valeur nulle du champ H, donc du courant dans la bobine (état E1). Le champ H peut croître par exemple positivement sans que les lames se touchent, jusqu'à une valeur Am pour laquelle elles viennent rapidement se toucher (état E2) ; à partir de cette valeur Am, les accroissements du champ ne changent pas l'état de l'interrupteur ; si l'on fait décroître le champ, les lames ne s'éloignent l'une de l'autre (brusquement) que pour une valeur Ao du champ notablement inférieure à Am ; si l'on continue à faire décroître le champ, les lames restent à l'état E1 jusqu'au moment où le champ est nul, et cet état persiste même si le champ s'inverse notablement; ce n'est que si l'on atteint une valeur égale à - Am que les lames viennent à l'6tat E2 ; le processus est alors le même que celui qui a été vu pour les valeurs positives du champ, avec une valeur - Ao de transition de l'état E2 à l'état E1. I1 faut noter que d'un relais à interrupteur à lames souples à l'attre, il existe cependant une dispersion relativement importante sur les valeurs de A et de Am ; ainsi, pour des relais de même type, on peut définir des valeurs Am min et Am max correspondant aux valeurs extrêmes de Am pour un relais du type (avec Am min # Am - * max)' et des valeurs Ao min et Ao max correspondant aux valeurs extrêmes de Ao (avec Ao min # Ao # Ao max), ainsi que des valeurs symétriques par rapport à l'axe des ordonnées, - Ao min' - Ao max' - ammin, et - Am max' En tout état de cause, on doit toujours avoir également Ao max Du fait de cette dispersion, il est difficile de pré- voir le comportement d'un relais à lames souples conventionnel avec une précision suffisante pour l'application envisagée aux dispositifs de signalisation de mauvais fonctionnement des feux de freinage d'un véhicule, à moins de prévoir un tri et/ou des moyens de réglage peu applicables à la fabrication et au montage en grandes séries. C'est pourquoi, selon l'invention, il est proposé que le dispositif de signalisation comporte un relais à lames souples dans lequel le champ total destiné à actionner les lames resulte de la composition d'un champ principal nC créé par le courant dans les feux de freinage, et d'un champ auxiliaire B de sens opposé destiné à fixer le point pour lequel aucun courant ne traverse les feux de freinage et par conséquent aucun champ n'est créé par la bobine principale de l'interrupteur. Aussi, le champ auxiliaire B a été choisi or qu'en cas de freinage lorsque tous les feux de freinage sont hors d'usage, les lames soient à l'état décollé avec |B| Dans le cas de deux feux de freinage, on a également, en plus du fait que les champs B et C sont de sens oppose, 44 B + C A0 min B + 2C u A max 4 4 Dans le cas present, on a choisi B O), et également - Ao min 4 4 B + C B + 2C > Am max Ces conditions sont réalisables pratiquement dans un grand nombre de cas concrets, et, de plus, - les variations de tension d'alimentation agissent de # # la mêmemanière sur B et C, ce qui implique que la position du point de fonctionnement correspondant à une seule lampe en état de fonctionnement est pratiquement indépendante de la tension d'alimentation ; il faut donc placer ce point le plus près possible de A0 min et choisir les bobinages pour que, a tension minimale, on ait C > Am max - Ao min tout on conser- vant IBI - lorsque des problèmes thermiques se posent (variation des limites Ao et Am en fonction de la température), il est possible de compenser les variations a l'aide de résistances thermo-variables sur le courant dans la bobine auxiliaire. Bien entendu, il peut paraître peu judicieux de courtcircuiter en permanence ou presque (c'est-à-dire lorsqu'il n'y a aucune anomalie dans le circuit des feux de freinage), un témoin de signalisation ne fonctionnant qu'en cas d'anomalie, ce qui implique une certaine consommation électrique permanente ; cependant, il faut noter que la présence d'un relais a lames souples à deux bobines combinées avec celle d'une diode électroluminescente ou du circuit de base d'un transistor par exemple permet une consommation de courant tellement modérée qu'elle peut être considérée comme acceptable. Le schéma synoptique représenté sur la figure 2 illustre le fait que, sur le véhicule équipé du dispositif de l'ínven- tion, le contacteur de freinage 1 et les feux de freinage désignés sous la référence globale 2 coopèrent avec un dispositif de commande 3 comprenant un relais à interrupteur à lames souples à deux bobines, auquel ils sont reliés, pour permettre à celui-ci de commander le fonctionnement du témoin lumineux 4 de signalisation de mauvais fonctionnement des feux de freinage. Le schéma électrique de la première forme de réalisation représentée sur la figure 3 correspond à une signalisation de mauvais fonctionnement à l'aide d'un témoin lumineux à diode électroluminescente. Le contacteur de freinage 1 de commande des feux de freinage, au repos en position "ouvert", a l'une de ses bornes qui est reliée à la tension d'alimentation (+12 volts par exemnle), tandis que l'autre est reliée à une extrémité de la bobine principale 31 d'excitation du relais de contrôle à lames souples ; l'autre extrémité de la bobine principale 31 est reliée à une borne de chacun des feux de freinage 21, 22, dont l'autre borne est à la masse ; ces feux de freinage constituent le circuit dont la continuité doit être surveillée. La borne du contacteur de freinage 1 qui est reliée à la bobine principale 31 est également reliée à une branche auxiliaire d'exitation du relais, comportant, entre cette borne et la masse, en série, une bobine auxiliaire 32 d'excitation et une résistance de réglage 33. La bobine auxiliaire 32 est destinée à créer le champ de polarisation désigné plus haut et sur la figure 1 par le vecteur B ; l'intensité du champ auxiliaire peut être réglée en jouant sur la valeur de la résistance 33, qui peut d'ailleurs être thermo-variable, ou reliée à une résistance thermo-variable, dont le coefficient est choisi négatif ou positif suivant l'effet recherché, cette disposition ayant pour but de compenser les variations de sensibilité de l'interrupteur à lames souples en fonction de la température ambiante. Enfin, la borne du contacteur reliée a la bobine principale 31 et à la branche auxiliaire est également reliée à une diode 34, plus précisément à sa cathode, dont l'anode est branchée d'une part à l'une des lames de l'ampoule interrupteur à lames souples 35 dont l'autre lame est à la masse, et d'autre part à l'alimentation (+ 12 volts) par l'intermédiaire éventuellement d'un interrupteur de test 36 (fermé en usage normal) et d'une résistance de limitation 37. La borne de la résistance de limitation 37,qui n'est pas reliée à l'alimentation et qui l'est par conséquent à l'interrupteur de test 36 ou à l'ampoule 35, est reliée également au témoin lumineux 4, et plus précisément ici à l'anode d'une diode électroluminescente 41 dont la cathode est à la masse. Lorsque le contacteur de freinage 1 est ouvert, la pédale de frein n'étant pas actionnée, le courant relativement faible provenant de l'alimentation à travers la résistance de limitation 37 et l'interrupteur 36 fermé est transmis à la masse par la diode 34, la bobine principale 31 et le ou les filaments des lampes 21, 22 en bon état ; le courant dans la bobine principale 31 comme dans la bobine auxiliaire 32 est tellement faible que l'interrupteur à lames souples est ouvert, mais la tension aux bornes de la diode élect:roluminescente 41 est également si faible que celle-ci ne s'illumine pas.Si les deux filaments des lampes 21 22 sont coupés, aucun courant ne les traverse, le courant dans la bobine auxiliaire 32 reste insuffisant pour faire coller l'interrupteur a lames souples, mais est suffisant pour illuminer la diode élctrolumines- cente 41. Lorsque le contacteur de freinage 1 est fermé par suite d'une pression sur la pédale de frein, la cathode de la diode 34 est à la tension d'alimentation, et la diode 34 est donc bloquée ; si les filaments des deux lampes 21, 22 sont en bon etat, la bobine 31 est parcourue par le courant des deux lam # pes ; elle crée donc un champ 2C suffisant pour centrer # l'action du champ B et amener l'interrupteur à lames souples à se fermer. Le courant à travers la résistance de limitation 37 est dirigé vers la masse par le court-circuit ainsi ns- titué ; ainsi, la diode électroluminescente 41 est inactivée et ne peut s'illuminer.Si au moins l'un des deux filaments des lampes 21, 22 est coupé, le courant dans la bobine principale 31 est réduit de moitié, ou nul, le champ est au plus égal à B + C, l'interrupteur est donc ouvert ; aussi, le courant à travers la résistance de limitation 37 se referme par la diode électroluminescente 41, qui, étant activée, s'illumine. L'actionnement de l'interrupteur de test 36 vers son ouverture doit provoquer l'illumination de la diode électroluminescente, celle-ci étant alors alimentée par I'intermé- faire de la résistance de limitation 37 sans possibilité de court-circuitage par l'interrupteur à lames souples 35. Le schéma électrique de la deuxième forme de réalisation est presque identique à celui de la première, à l'exception du fait que le témoin lumineux de signalisation n'étant pas une diode électroluminescente 41, mais une ampoule lumineuse 42, le dispositif de commande 3 comporte quelques modifications ; seuls la partie modifiée du dispositif de commande 3 et le témoin lumineux 4 de signalisation sont représentés (sur la figure 4). En effet, l'ampoule lumineuse 42 est branchée dans le circuit de collecteur d'un transistor (ici du type NPN, genre BC 337) dont elle constitue la charge ; ainsi, uniquement lorsqu'un courant traverse la jonction émetteur-base du transistor, l'ampoule est illuminée ; c'est donc cette jonction émetteur-base qui est branchée dans le montage comme l'était la diode électroluminescente dans la première forme de réalisation. A cette fin, la borne de la résistance de limitation 37 qui n'est pas reliée à l'alimentation est branchée non pas au témoin lumineux 4, mais à l'anode d'une diode 38 dont la cathode est elle-même reliée à la base d'un transistor 39 ayant son émetteur à la masse. Le rôle. de la diode 38 est d'introduire dans le circuit de base du transistor 39 un décalage de potentiel équivalent à celui introduit par la diode 34 de manière à faciliter le blocage du transistor lorsque les lampes ne sont pas aiimentées et les circuits bons. C'est donc le collecteur de ce transistor 39 qui est relié au témoin lumineux 4, et plus précisément à une borne de l'ampoule lumineuse 42 dont l'autre borne est reliée à l'alimentation. Ainsi, au repos, c'est-à-dire lorsque le contacteur 1 est ouvert, si les deux filaments des lampes 21, 22 sont coupés, le courant de la résistance de limitation 37 traverse la diode 38, alimente la base du transistor 39, qui devient conducteur, ce qui provoque l'illumination de l'ampoule lumineuse 42. Lorsque le contacteur 1 est fermé, l'interrupteur à lames souples se ferme si le courant est suffisant (deux lampes en bon état), court-circuitant ainsi le circuit de base du transistor ; en revanche, si le courant dans la bobine principale est insuffisant ounul (une seule lampe bonne, ou aucune), l'interrupteur s'ouvre, et, comme précédemment le courant 'du circuit de base du transistor 39 provoque la mise en conduction de ce dernier et l'illumination de l'ampoule 42. Pour la première forme de réalisation comme pour la seconde, il est possible d'envisager, sur le plan pratique, un certain nombre d'implantations ; notamment, on peut inte- grer le dispositif de commande 3, ou au contacteur 1, ou au témoin lumineux 4. Sur un véhicule automobile classique (figure 5), le contacteur 1 est relié par un fil aux feux de freinage 21, 22, et par un autre fil à l'alimentation + 12 volts. Si l'on intègre le dispositif de commande 3 au contacteur 1, l'ensemble ainsi constitué aura quatre liaisons, respectivement aux feux de freinage 21, 22, à l'alimentation, au témoin lumineux 4, et à la masse (figure 6) ; le témoin lumineux 4 sera relié soit à la masse, soit à l'alimentation + 12 volts, selon qu'il sera constitué par une diode électroluminescente ou par une ampoule lumineuse. On passe donc d'un contacteur de freinage à deux lamelles de contact à un contact à quatre lamelles de contact, d'où l'on tire deux fils supplémentaires. Si l'on intègre le dispositif de commande 3 au témoin lumineux 4, l'ensemble ainsi constitué aura quatre liaisons, tandis que le contacteur 1 n'en aura que deux : les deux liaisons du contacteur 1 iront respectivement à l'alimentation et à l'ensemble dispositif de commande 3 - témoin lumineux 4 les quatre liaisons de cet ensemble iront respectivement à l'alimentation, au contacteur 1, aux feux de freinage 21, 22, et à la masse (figure 7). L'installation sur véhicule nécessite donc de tirer deux fils entre le contacteur de freinage et le témoin, et de brancher le témoin au + coupé et à la masse. Dans les deux cas, si un interrupteur de test de témoin est prévu, ce peut être un interrupteur spécial lui-mème intégré à la diode électroluminescente ou à l'ampoule lumineuse (par exemple un bouton-poussoir éclairé dont le poussoir sert de test au témoin). Dans le cas où le dispositif de commande 3 est intégré au témoin 4, et où le témoin est une ampoule lumineuse, l'interrupteur de test permet de tester non seulement l'ampoule, mais également le transistor de commande. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation ci-dessus décrites et représentées, et on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. On pourra par exemple prévoir une alimentation par une tension continue de valeur différente, ou encore pa. une tension de - 12 volts, en inversant le branchement des composants pour lesquels cela est nécessaire et en utilisant un transistor PNP au lieu de NPN. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance de la continuité d'un circuit électrique, par exemple le circuit des feux de freinage d'un véhicule, du type comportant un organe témoin de signalisation tel qu'un témoin lumineux, dispositif caracte- risé en ce qu'il comporte un relais de contrôle (31, 32, 35) muni d'au moins une bobine d'excitation (31) et d'un contact (35) d'inactivation de l'organe témoin (4), ce contact (35) étant ouvert au repos du relais, c'est-à-dire lorsque la bobine (31), insérée dans un circuit d'alimentation de commande comportant en série le circuit (21, 22) dont la continuité doit être surveillée, n'est pas parcourue par un coursant. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le circuit à surveiller comporte au moins deux branches en parallèle, caractérisé en ce que la bobine d'excitation (31) est reliée à une source de tension d'une part par une résistance de limitation (37) et d'autre part par un contacteur de commande (1), la résistance de limitation (37) étant adaptee à maintenir un courant encore suffisant pour inactiver l'organe témoin (4) en cas de discontinuitédel'une seulement des branches (21, 22) en parallèle, de telle sorte que l'allumage dudit témoin (4) ne soit alors obtenu que par fermeture du contacteur de commande (1). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le relais de contrôle est un relais à interrupteur (35) à lames souples. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le relais comporte deux bobines (31, 32), à savoir une bobine de polarisation (32) destinée à créer un seuil grâce à un champ auxiliaire, en plus d'une bobine principale d'excitation (31) permettant de surmonter ledit seuil. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le champ de polarisation créé par la bobine (32) est de sens opposé au champ de la bobine principale d'excitation (31), et d'intensité ajustable, par exemple au moyen d'une résistance (33). 6. Dispositif selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le champ de polarisation est rendu variable en fonction de la température ambiante grace à une résistance thermo-variable dont le signe du coefficient est choisi en fonction du sens de variation recherché en vue de compenser les variations de sensibilité du relais à interrupteurs à lames souples en fonction de la température ambiante. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe témoin de signalisation (4) est une diode électroluminescente (41), le contact (35) ouvert au repos étant en parallèle sur ladite diode (41). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe témoin de signalisation (4) est en série avec l'espace émetteur-collecteur d'un transistor (39) dont la base est reliée à l'émetteur par un circuit comportant au moins le contact (35) du relais.